Autoreferat w języku polskim - Wydział Przyrodniczy UPH w Siedlcach
Transkrypt
Autoreferat w języku polskim - Wydział Przyrodniczy UPH w Siedlcach
Załącznik 2 AUTOREFERAT przedstawiający opis dorobku i osiągnięć naukowo badawczych (w języku polskim) dr inż. Andrzej Zybert Siedlce, 2016 1. Dane personalne: Imię i Nazwisko: Andrzej Zybert Miejsce pracy i dane kontaktowe: Uniwersytet Przyrodniczo-Humanistyczny Wydział Przyrodniczy Katedra Hodowli Trzody Chlewnej i Oceny Mięsa 08-110 Siedlce, ul. Prusa14 Tel. 25/643-12-59; e-mail: [email protected] 2. Posiadane dyplomy, stopnie naukowe 18.06.1997 r. magister inżynier zootechnik specjalność agrobiznes, Wyższa Szkoła Rolniczo – Pedagogiczna (obecnie Uniwersytet Przyrodniczo – Humanistyczny) w Siedlcach; Wydział Rolniczy (obecnie Przyrodniczy). tytuł pracy: „Strategie marketingowe na rynku drobiu grzebiącego.” – promotor: prof. dr hab. Elżbieta Smalec. 12.06.1999 r. 2-semestralne studia podyplomowe w zakresie Zarządzania; Wyższa Szkoła Rolniczo – Pedagogiczna (obecnie Uniwersytet Przyrodniczo – Humanistyczny) w Siedlcach; tytuł pracy: „Analiza marketingowa rynku mięsa wieprzowego.” – promotor: prof. dr hab. Sylwester Piotrowski. 25.04.2005 r. doktor inżynier nauk rolniczych w dyscyplinie zootechnika; Akademia Podlaska (obecnie Uniwersytet Przyrodniczo – Humanistyczny) w Siedlcach; Wydział Rolniczy (obecnie Przyrodniczy); tytuł pracy: „Uzysk i jakość mięsa oraz wartość handlowa tusz zróżnicowanych masą i klasą mięsności według systemu klasyfikacji EUROP” – promotor: prof. dr hab. Maria Koćwin – Podsiadła. 3. Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych: 01. 10.1997 r. – 30.09.2005 r. asystent Katedra Hodowli Trzody Chlewnej (obecnie Katedra Hodowli Trzody Chlewnej i Oceny Mięsa), Wyższa Szkoła Rolniczo – Pedagogiczna (obecnie Uniwersytet Przyrodniczo – Humanistyczny) w Siedlcach; Wydział Rolniczy (obecnie Przyrodniczy), 2 od 01.10.2005 r. adiunkt Katedra Hodowli Trzody Chlewnej i Oceny Mięsa, Wydział Przyrodniczy Uniwersytet Przyrodniczo Humanistyczny w Siedlcach 4. Wskazane osiągnięcia* wynikającego z art. 16 ust. 2 z ustawy z dnia 14 marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U. nr 65, poz. 595 ze zm.) w przypadku, gdy osiągnięciem tym jest praca/prace wspólne, należy przedstawić oświadczenia wszystkich jej współautorów, określające indywidualny wkład każdego z nich w jej powstanie: Osiągnięciem naukowym wynikającym z art. 16 ust. 2 ustawy z dnia 14 marca 2003 roku o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U. nr 65, poz. 595 ze zm.) i stanowiącym podstawę do ubiegania się o stopień naukowy doktora habilitowanego jest monografia pt.: „Zmienność zasobów glikolitycznych mięśnia longissimus lumborum w 45. min po uboju a wartość wybranych cech jakości mięsa wieprzowego”. a) Autor, tytuł, rok wydania, nazwa wydawnictwa: Andrzej Zybert „Zmienność zasobów glikolitycznych mięśnia longissimus lumborum w 45. min po uboju a wartość wybranych cech jakości mięsa wieprzowego”, Monografia naukowa, 2016, Uniwersytet Przyrodniczo-Humanistyczny w Siedlcach b) omówienie celu naukowego/artystycznego ww. pracy/prac i osiągniętych wyników wraz z omówieniem ich ewentualnego wykorzystania Wprowadzenie Konwersja mięśnia w mięso jest złożonym zespołem przemian biochemicznych oraz fizycznych, zachodzących w tkance mięśniowej post mortem i przyczyniających się do zmian właściwości fizykochemicznych i sensorycznych mięsa. Istotną rolę w procesie konwersji mięśnia w mięso odgrywa metabolizm węglowodanów, szczególnie dominującego w mięśniach wielocukru złożonego - glikogenu (Pösö i Puolanne 2005). Glikogen jest polisacharydem o przestrzennej, rozgałęzionej budowie, który tworzą białkowy rdzeń - glikogenina oraz liniowe łańcuchy (nierozgałęzione A i rozgałęzione B) 3 zbudowane z połączonych ze sobą cząsteczek glukozy. Tak specyficzna przestrzenna struktura cząsteczki glikogenu powoduje, że z jednej strony jest ona zwarta z drugiej zaś dzięki rozgałęzionemu charakterowi budowy, udostępnia dużą część wolnych łańcuchów (miejsc oddziaływania enzymów glikolitycznych), co umożliwia uwalnianie poszczególnych cząsteczek glukozy (Gunja-Smith i wsp. 1970; Meléndez-Hevia i wsp. 1993). Glikogenoliza jest procesem rozkładu glikogenu do glukozo-6-fosforanu i glukozy, które ulegają dalszemu przekształceniu do kwasu pirogronowego. Na skutek uboju i wykrwawienia, dochodzi do wstrzymania transportu tlenu do komórek mięśniowych (oraz usuwania produktów przemian metabolicznych), pirogronian w reakcji katalizowanej przez dyhydrogenazę mleczanową ulega redukcji przez NADH do kwasu mlekowego, zaś faza ta nosi nazwę glikolizy beztlenowej (Pösö i Puolanne 2005; Scheffler i Gerrard 2007). Do ilościowego określania zawartości glikogenu w tkance mięśniowej wykorzystuje się różne laboratoryjne techniki analiz w tym, m.in. hydrolizę zasadową oraz hydrolizę kwaśną. Najczęściej jednak, glikogen oznacza się metodą hydrolizy enzymatycznej, z wykorzystaniem amyloglukozydazy z Aspergillus niger. Z kolei, zawartość kwasu mlekowego w tkance mięśniowej oznaczana jest za pomocą dehydrogenazy mleczanowej, która powoduje jego konwersję do kwasu pirymidynowego (Keppler i Dekker 1974; Passonneau i Lauderdale 1974). W reakcji tej tworzy się również NADH, który ilościowo jest oznaczany spektrofotometrycznie przy długości fali 340 nm a jego ilość w tkance jest proporcjonalna do koncentracji kwasu mlekowego (Gutmann i Wahlefeld 1974). Na przestrzeni ostatnich latach nastąpiło znaczne nasilenie prac (około 80 publikacji rocznie), prowadzonych w różnych ośrodkach badawczych na świecie, w zakresie wykorzystania nieinwazyjnych technik pomiarowych - spektroskopii w bliskiej podczerwieni (NIR - nearinfrared reflectance spectroscopy) i spektroskopii Ramana (Lomiwes 2008; KoćwinPodsiadła i wsp. 2009; Kapper i wsp. 2012; Scheier i wsp. 2014, 2015) do ilościowych pomiarów cech jakości mięsa, w tym zawartości glikogenu i kwasu mlekowego (Josell i wsp. 2000; Lomiwes 2008; Scheier i wsp. 2014, 2015). Metod znacznie szybszych w porównaniu do opisanych wyżej metod laboratoryjnych, a dzięki ich nieinwazyjnemu charakterowi, potencjalnie możliwych do zastosowania bezpośrednio na linii produkcyjnej (Scheier i wsp. 2014, 2015). Dotychczasowe wyniki badań dotyczące nowych technik pomiarowych glikogenu, w zakresie dokładności pomiaru nie są jeszcze w pełni zadowalające, aczkolwiek są obiecujące odnośnie ich wykorzystania w najbliższej przyszłości w praktyce produkcyjnej zakładów mięsnych (Scheier i wsp. 2015). 4 Z uwagi na trudności w określaniu przyżyciowej zawartości glikogenu, spowodowane naturalnym dynamizmem procesów metabolicznych (rozkładu glikogenu i jego resynteza) zachodzących w mięśniach zwierząt, Monin i Sellier (1985) zaproponowali do tego celu pomiar potencjału glikolitycznego (GP - glycolytic potential), który określa sumę głównych komponentów tkanki mięśniowej ulegających konwersji do kwasu mlekowego, i jest wyrażany w µmol/g tkanki. Potencjał glikolityczny może być określany w próbkach tkanki mięśniowej pobieranych in vivo (biopsja strzałowa), w momencie uboju lub w różnych terminach (choć w większości przypadków do 24 godz.) post mortem (Przybylski i wsp. 1994; Koćwin-Podsiadła i wsp. 1995; Henckel i wsp. 2002; Copenhafer i wsp. 2006; Zybert i wsp. 2007). Problem dotyczący wpływu zasobów glikolitycznych (potencjału glikolitycznego) mięśni świń w momencie ich uboju lub post mortem na cechy jakości mięsa od wielu lat stanowi obiekt zainteresowania różnych badaczy i niejednokrotnie był przedmiotem analiz. Wpływ wysokiego potencjału glikolitycznego (>180-200 µmol/g) na cechy jakości mięsa wieprzowego, poziom metabolitów (glikogenu i kwasu mlekowego) w mięśniach do 24 godz. po uboju czy niektóre mechanizmy regulujące ten proces, są obecnie ogólnie rozpoznane (Przybylski i wsp. 1994; Koćwin-Podsiadła i wsp. 1998; Nanni Costa i wsp. 2000; Bertram i wsp. 2000; Josell i wsp. 2003). Złożoność procesu poubojowej glikogenolizy powoduje jednak, że część problemów dotyczących m.in. tempa i zasięgu przemian glikolitycznych oraz mechanizmów kontrolujących te przemiany na poziomie biochemicznym, dla mięsa cieknącego lub mięsa o bardzo niskim pH końcowym i niskiej wydajności technologicznej (mięsa kwaśnego) nie zostało dotąd wyjaśnionych (Scheffler i wsp. 2013; England i wsp. 2014, 2015). Uwagę zwraca również ograniczony stan wiedzy (kilkanaście prac) w zakresie zmian ilościowych (koncentracji) w mięśniach glikogenu i kwasu mlekowego w trakcie poubojowej glikogenolizy i generalnie obejmuje on okres do 24 godz. post mortem. Brak jest natomiast prac analizujących ten problem w zależności od początkowych rezerw glikolitycznych mięśni. Zdaniem m.in. Cassens (2000) czy Rosenvold i Andersen (2003), wiedza dotycząca przebiegu poubojowej glikogenolizy w trakcie konwersji mięśnia w mięso oraz mechanizmów ją regulujących ma niebagatelne znaczenie w kształtowaniu się cech jakości mięsa wieprzowego i powinna być wykorzystana w produkcji wieprzowiny wysokiej jakości. Poubojowa anaerobowa glikogenoliza, w wyniku utraty możliwości usuwania z mięśni produktów przemian metabolicznych, prowadzi do gromadzenia się kwasu mlekowego i jonów H+ a w konsekwencji zmian stopnia zakwaszenia tkanki mięśniowej post mortem 5 (Scheffler i Gerrard 2007). Ścisły związek pH tkanki mięśniowej po uboju, amplitudy jego zmian post mortem oraz wartość pH końcowego z innymi cechami jakościowymi − jasnością barwy mięsa, wyciekiem naturalnym czy kruchością − powoduje, że cecha ta jest ważnym predyktorem jakości mięsa wieprzowego (van Laack i Kauffman 1999; Huff-Lonergan i Lonergan 2005; Mancini i Hunt 2005; Koćwin-Podsiadła i wsp. 2006a). Poziom rezerw glikolitycznych mięśni w momencie uboju (potencjał glikolityczny mięśni) wykazuje ścisły ujemny związek z pH24, przy czym nie ma on wyraźnego, liniowego charakteru. Po przekroczeniu określonej wartości tzw. progowej, wynoszącej 173-180 µmol/g przy pH=5,5 według Fernandez i Gueblez (1992), około 150 µmol/g przy pH=5,48 według Przybylskiego (2002) czy 160 µmol/g według Emnett i wsp. (2002), dalszy wzrost zasobów glikolitycznych mięśni nie wpływa już na zmiany pH post mortem. Przy wysokich rezerwach glikolitycznych mięśni i wysokim ich potencjale glikolitycznym (tzn. przekraczającym wartość progową), przebieg zmian pH w początkowym okresie po uboju jest prawidłowy. Konsekwencją jednak przedłużonej glikogenolizy po uboju jest niskie pH (<5,5) w 24. godz. oraz bardzo niskie pH końcowe (Enfalt i wsp. 1997; Koćwin-Podsiadła i wsp. 1998; Przybylski i wsp. 1998b; Przybylski 2002). Za wysoki poziom glikogenu w mięśniach oraz ich wysoki potencjał glikolityczny odpowiada gen RN- (Naveau 1986). Fenotypowo nosicielami genu RN- są zwierzęta, u których potencjał glikolityczny w mięśniu longissimus dorsi przekracza 180-200 µmol/g (Fernandez i wsp. 1992; Enfalt i wsp. 1997; Miller i wsp. 2000), bądź zawartość glikogenu w 24. godz. po uboju jest wyższa niż 40 µmol/g (Enfalt i wsp. 1997; Hullberg i Lundström 2004; Enfalt i Hullberg 2005). Zbyt wysoka koncentracja glikogenu w mięśniach świń nosicieli genu RN-, niekorzystnie wpływa na cechy jakości, powodując niskie pH końcowe (przy prawidłowym spadku pH w początkowym okresie post mortem), jaśniejszą barwę mięsa, obniżoną zdolność utrzymywania wody własnej, zwiększony wyciek naturalny oraz obniżoną wydajność mięsa peklowanego w procesie parzenia (Lundström i wsp. 1996; Koćwin-Podsiadła 1998; Koćwin-Podsiadła i wsp. 1998; Przybylski i wsp. 2000; KoćwinPodsiadła i wsp. 2006b). Mięso o tak niekorzystnych właściwościach, zwłaszcza gdy pH w 24. godz. po uboju jest niższe niż 5,5, zaś wskaźnik wydajności technologicznej (TY) wynosi poniżej 90% określa się mianem mięsa kwaśnego (Koćwin-Podsiadła i wsp. 2006a). Problem zależności zasobów glikolitycznych mięśni z pH końcowym jest jednak bardziej złożony i nie do końca wyjaśniony. Zdaniem Scheffler i wsp. (2013), wysoki potencjał glikolityczny mięśni nie zawsze jest związany z niskim pH końcowym, zaś niskie pH końcowe może również występować w tkance mięśniowej o prawidłowym potencjale glikolitycznym. van Laack i 6 Kauffman (1999) wskazują na możliwość występowania zróżnicowanego pH końcowego przy zbliżonej w mięśniach koncentracji kwasu mlekowego. Zybert i wsp. (2014) również wykazali, że mięśnie o zbliżonej zawartości glikogenu lub koncentracji kwasu mlekowego mogą charakteryzować się zróżnicowaną wartością cech jakościowych. Barwa jest istotnym wyróżnikiem jakości technologicznej mięsa, odgrywa również ważną rolę w ocenie jego jakości konsumenckiej. Dla nabywcy cecha ta jest bowiem jednym z podstawowych kryteriów świeżości mięsa. Wysoki, przekraczający 180-200 µmol/g potencjał glikolityczny mięśni przy nieznacznie szybszym tempie spadku pH (Josell i wsp. 2003; Lindahl i wsp. 2004a; Zybert i wsp. 2014) i niskim pH końcowym przyczynia się również do pojaśnienia barwy mięsa (Le Roy i wsp. 2000; Koćwin-Podsiadła i wsp. 1998; Przybylski i wsp. 1998a; Lindahl i wsp. 2006). Hamilton i wsp. (2003) podają, że wzrost potencjału glikolitycznego (post mortem) o wartość jednego odchylenia standardowego, zwiększa jasność mięsa o 1,32 jednostki, zaś Zybert i wsp. (2013) wykazali, że wraz ze wzrostem potencjału glikolitycznego o 10 µmol/g, jasność barwy mięśni tuczników rasy duroc zwiększała się o 0,4 i 0,6 jednostki, odpowiednio w 24. i 144. godz. po uboju. Zdaniem Lindahl i wsp. (2004b) mięso nosicieli genu RN- (fenotypowo o potencjale glikolitycznym przekraczającym 180-200 µmol/g) charakteryzuje się wyższą koncentracją oksymioglobiny, zaś Mancini i Ramanathan (2007) twierdzą, że pH końcowe i koncentracja kwasu mlekowego odgrywają znaczącą rolę w redukcji metmioglobiny przez dehydrogenazę mleczanową. Wielu badaczy (Hamilton i wsp. 2000; Bertram i wsp. 2000; Koćwin-Podsiadła i wsp. 2004; Koćwin-Podsiadła i wsp. 2006b) wskazuje na niekorzystny wpływ wysokiej zawartości glikogenu lub wysokiego potencjału glikolitycznego mięśni (powyżej 180-200 µmol/g) na wielkość wycieku naturalnego z mięśnia longissimus dorsi, który w 24. lub 48. godz. po uboju znacznie przekracza 6%. Zgodnie z obecnym stanem wiedzy, złożony mechanizm powstawania wycieku z tkanki mięśniowej post mortem w trakcie konwersji mięśnia w mięso, w przypadku mięśni o wysokiej zawartości glikogenu, uwarunkowany jest amplitudą zmian pH po uboju, wartością pH końcowego mięśni oraz specyficznymi właściwościami glikogenu w odniesieniu do wody (Schafer i wsp. 2002; Huff-Lonergan i Lonergan 2005). HuffLonergan i Lonergan (2005) twierdzą, że gdy pH końcowe zbliża się do punktu izoelektrycznego białek (pH=5,4-5,3) dochodzi do równoważenia się ładunków i osłabienia sił przyciągania przez białka miofibrylarne cząsteczek wody, co zwiększa jej mobilność. Deng i wsp. (2002) podają natomiast, że niższa zdolność utrzymywania wody własnej, stwierdzana w mięśniach tuczników o wysokich rezerwach glikolitycznych (nosiciele genu RN-), wynika z większej denaturacji białek. Z badań Monin i wsp. (1992), Enfalt i wsp. 7 (1997) czy Lundström i wsp. (1998) wynika, że mięśnie zwierząt o wysokiej koncentracji glikogenu (o fenotypie RN-) zawierają mniej białka oraz więcej wody. Według Greanleaf i wsp. (1969) glikogen wiąże zbliżoną do białek mięśniowych ilość wody. Jednak po uboju woda związana przez glikogen nie jest w takim samym zakresie utrzymywana jak woda wiązana przez białka. Z powodu degradacji glikogenu w trakcie poubojowej glikolizy część wody zostaje uwolniona, ale z uwagi na niższą zawartość białek w mięśniach zwierząt o wysokim poziomie glikogenu (o fenotypie RN-) nie może być dalej utrzymywana w komórce i migruje na zewnątrz mięśni, co zwiększa wyciek naturalny (Fernandez i wsp. 1991). Mechanizm ten odpowiada również za obniżoną wydajność mięsa w procesie peklowania i parzenia (TY- technological yield). Cel badawczy Przesłankami naukowymi do podjęcia niniejszych badań, nowego podejścia do rozważanego problemu, był obecny stan wiedzy dotyczący oddziaływania zasobów glikolitycznych w mięśniu najdłuższym grzbietu na cechy jakości mięsa wieprzowego i jego przydatność technologiczną oraz zróżnicowanie właściwości mięśni o zbliżonym potencjale glikolitycznym lub koncentracji kwasu mlekowego (van Laack i Kauffman 1999; Choe i wsp. 2008; Scheffler i wsp. 2013; Zybert i wsp. 2014). Dodatkowym argumentem przemawiający za podjęciem niniejszych badań były aspekty praktyczne związane z próbami wykorzystania szybkich i nieinwazyjnych technik pomiarowych - spektroskopii w bliskiej podczerwieni (NIR - near-infrared reflectance spectroscopy) i spektroskopii Ramana (Lomiwes 2008; Kapper i wsp. 2012; Scheier i wsp. 2014, 2015) do ilościowych pomiarów cech jakości mięsa, w tym zawartości glikogenu i kwasu mlekowego (Josell i wsp. 2000; Lomiwes 2008; Scheier i wsp. 2014, 2015). Technik potencjalnie możliwych do zastosowania bezpośrednio na linii ubojowej oraz umożliwiających wczesne rozdysponowania mięsa zgodnie z jego przeznaczeniem do właściwych celów produkcyjnych. W badaniach podjęto próbę wyznaczenia granicznych zakresów zmienności dla badanych zmiennych kryterialnych (zawartości glikogenu i kwasu mlekowego w 45. min po uboju) decydujących o ostatecznej jakości mięsa i możliwości jego dalszego wykorzystania do celów kulinarnych lub do przetwórstwa. Cel ten realizowano poprzez: - określenie kolejno wpływu zawartości glikogenu oraz kwasu mlekowego w 45. min po uboju na wybrane cechy jakości mięsa wieprzowego decydujące o jego wartości kulinarnej i przydatności technologicznej oraz profil przemian glikolitycznych do 48 godz. post mortem; 8 - ustalenie zasobów glikolitycznych (zawartości glikogenu i kwasu mlekowego) w mięśniu longissimus lumborum w zależności od pH końcowego (pH48) oraz wycieku naturalnego w 48. godz. post mortem; - wyznaczenie zakresów zmienności dla glikogenu i kwasu mlekowego w 45. min po uboju decydujących o ostatecznej jakości mięsa wieprzowego oraz ich weryfikację w oparciu o badane cechy jakości mięsa świeżego i jego przydatność technologiczną. Dodatkowo w niniejszych badaniach podjęto próbę weryfikacji wyznaczonych w oparciu o pH końcowe (pH48) i pozostałe cechy jakości oraz przydatność technologiczną mięsa chłodzonego z wykorzystaniem trójfazowego tunelu chłodniczgo, wartości granicznych dla zasobów glikolitycznych mięśnia longissimus lumborum w 45. min po uboju, z uwzględnieniem systemu chłodzenia tusz wieprzowych (chłodzenie szybkie w porównaniu do chłodzenia konwencjonalnego). Materiał i metody badań Badaniami objęto łącznie 105 tuczników (homozygot CC względem genu receptora ryanodiny - RYR1), trzech grup rasowych: duroc (D), (landrace x yorkshire) x duroc (LYD) i (landrace x yorkshire) x hampshire (LYH) (po 35 szt. w każdej grupie). Uboju zwierząt dokonywano w okresie jesienno-zimowym (X, XI, XII) w Oddziale Sokołowskie Zakłady Mięsne w Sokołowie Podlaskim należącym do grupy SOKOŁÓW S.A. Załadunek tuczników na fermie był przeprowadzany przez przeszkolony personel bez użycia poganiaczy elektrycznych, zaś zwierzęta na pojazd transportowy były wprowadzane w grupach po 5 osobników. Transport do ubojni (ok. 280 km) realizowano w godzinach nocnych, w pełni przystosowanymi do tego celu pojazdami, z zachowaniem norm załadunku i powierzchni zgodnie z obowiązującymi przepisami. Po transporcie, tuczniki odpoczywały w kojcach przez 2-4 godz. (bez mieszania ich z innymi zwierzętami), gdzie miały swobodny dostęp do wody pitnej. Tuczniki do uboju były kierowane przez wykwalifikowany personel z wykorzystaniem poganiaczy klepakowych oraz popychaczy pneumatycznych (pneumatycznych przesuwanych przegród). Tuczniki oszałamiano elektrycznie z użyciem restrainerów taśmowych typu MIDAS oraz trójelektrodowego systememu "Inarco". Parametry elektrody głównej wynosiły: 250 V, 800 Hz, 2,2 A, przy okresie aplikacji prądu wynoszącym 2,2 sek., zaś elektrody bocznej odpowiednio 100-150V, 50Hz, 0,8-1A, i opóźnieniu w stosunku do elektrody głównej wynoszącym 0,7 sek. Kłucie wykonywano w pozycji leżącej a po wciągnięciu zwierząt podnośnikiem różnicowym na kolejkę podwieszoną, wykrwawiały się w pozycji 9 wiszącej. Po oszacowaniu mięsności (Ultra-FOM 300, SFK-Technology, Dania) i określeniu masy tuszy ciepłej, z mięśnia najdłuższego grzbietu longissimus dorsi, z odcinka lędźwiowego (m. longissimus lumborum) pobierano próby do analiz. Półtusze prawe oceniane w etapie I, II i III poddawano szybkiemu wychładzaniu z zastosowaniem trójfazowego tunelu chłodniczego o następujących parametrach i czasach chłodzenia: -10oC przez 15 min, -15oC przez 25 min, -5oC przez 40 min przy prędkości powietrza 3 m/s. Następnie tusze dochładzano w temp. 2 oC do 24 godz. po uboju. Półtusze lewe, które oceniano w etapie IV, były wychładzane w sposób konwencjonalny (z pominięciem trójfazowego tunelu chłodniczego) w temp. 2 oC do 24 godz. po uboju. W etapie I dokonano charakterystyki materiału badawczego obejmującego łącznie 105 półtusz tuczników trzech grup rasowych w zakresie: cech jakości tuszy (mięsności i masy tuszy ciepłej), zasobów glikolitycznych mięśnia longissimus lumborum do 48. godz. po uboju oraz wybranych właściwości fizykochemicznych mięsa wieprzowego. Analizowano również rozkłady zmienności dla glikogenu i kwasu mlekowego w mięśniu LL w 45. min post mortem, tak w całej analizowanej populacji tuczników jak i w poszczególnych grupach rasowych. Etap II obejmował ustalenie zakresów zmienności zawartości glikogenu i kwasu mlekowego w mięśniu LL w 45. min po uboju, determinujących cechy jakości mięsa świeżego i jego przydatności technologicznej oraz określenie intensywności przemian glikolitycznych do 48 godz. post mortem w mięśniach o zróżnicowanych zasobach glikolitycznych. W etapie tym analizowano: związek zawartości glikogenu i kwasu mlekowego z analizowanymi wyróżnikami fizykochemicznymi mięsa wieprzowego, wpływ zawartości glikogenu i kwasu mlekowego w 45. min po uboju na badane cech jakości mięsa, wyodrębniając w tym celu grupy, w których zakres zmienności głównych czynników badawczych był różnicowany co 10 µmol/g, zasoby glikolityczne mięśnia longissimus lumborum w 45. min po uboju w mięsie o zróżnicowanym (co 0,1 jednostki) pH końcowym (pH48) oraz wycieku naturalnym w 48 godz. po uboju (zróżnicowanym co 2 p.p., odp. ≤2%, 2≤4%, 4≤6%, i >6%). W etapie III, w oparciu o wyniki uzyskane w etapie II, podjęto próbę wyznaczenia zakresów zmienności dla glikogenu oraz kwasu mlekowego w 45. min po uboju, decydujących o ostatecznej jakości wieprzowiny oraz ich weryfikację w oparciu o analizowane cechy jakości mięsa świeżego i jego przydatności technologicznej. Określono również udział mięsa zróżnicowanego wyciekiem naturalnym w 48. godz. po uboju w 10 mięśniach różniących się zawartością glikogenu w 45. min post mortem, niezależnie od zawartości kwasu mlekowego oraz po uwzględnieniu tej cechy jako dodatkowego kryterium. W etapie IV podjęto dodatkowo próbę weryfikacji wyznaczonych (dla tusz chłodzonych szybko) wartości granicznych dla zasobów glikolitycznych tkanki mięśnia longissimus lumborum w 45. min po uboju w oparciu o pH końcowe (pH48) i pozostałe cechy jakości mięsa i jego przydatność technologiczną, z uwzględnieniem systemu chłodzenia tusz (chłodzenie szybkie z wykorzystaniem trójfazowego tunelu chłodniczego wobec chłodzenia konwencjonalnego, n=210). Jakość mięsa świeżego i jego przydatność technologiczną oceniano w mięśniu longissimus dorsi (w części longissimus lumborum) bezpośrednio w tuszy (do 24 godz.) oraz w próbkach mięśnia LL pobieranych na wysokości od 1 do 4 kręgu lędźwiowego w oparciu o pomiary stopnia zakwaszenia wykonane w 35. min (pH35), 2. (pH2), 24. (pH24), 30. (pH30 tylko LYH), 48. (pH48), 96. (pH96) i 144. godz. (pH144) po uboju, przewodności elektrycznej mierzonej w 2. (EC2), 3. (EC3), 24. (EC24), 48. (EC 48), 96. (EC 96) i 144. godz. (EC 144) post mortem, jasności barwy mięsa (L*) mierzonej w 24. godz., 48., 96. i 144. godz. po uboju (odp. L*24, L*48, L*96, L*144), zdolności utrzymywania wody własnej (WHC), wycieku naturalnego (WN) określanego w 48., 96. i 144. godz. po uboju (odp. WN48, WN96 i WN144) oraz wydajność technologiczną mięsa w procesie peklowania i parzenia (TY). Zawartość glikogenu i kwasu mlekowego określono w próbach mięśnia longissimis lumborum (LL) w 45. min (tylko z tuszy prawej) oraz w 24. i 48. godz. post mortem. Bezpośrednio po pobraniu próby ważono (1 g tkanki mięśniowej) i homogenizowano (do 45 min po uboju w przypadku pierwszego pomiaru) w 10 ml 0,5M HClO4 w celu wstrzymania rozkładu glikogenu w tkance. Tak przygotowane próbki przechowywano w temperaturze 20°C do czasu wykonania oznaczenia (2-3 tygodnie). Zawartość glikogenu określono metodą enzymatyczną z wykorzystaniem amyloglukozydazy z Aspergillus niger oraz heksokinazy (Dalrymple i Hamm 1973) zaś poziom kwasu mlekowego określono z wykorzystaniem dehydrogenazy mleczanowej (Bergmeyer 1974). Potencjał glikolityczny (PG), obliczano jako sumę głównych komponentów tkanki mięśniowej dających po uboju kwas mlekowy wg uproszczonej formuły opracowanej przez Monin i Sellier (1985). Uzyskane wyniki opracowano statystycznie za pomocą pakietu statystycznego STATISTICA 7.1 PL wykorzystując, w zależności od etapu badań, analizę korelacji fenotypowych prostych oraz jednoczynnikową i dwuczynnikową analizą wariancji. 11 Wyniki i dyskusja Analizowany w niniejszych badaniach materiał obejmujący 105 sztuk tuczników trzech grup rasowych LYD, LYH i D charakteryzował się średnią masą tuszy na poziomie 85,08±9,47 kg, przy średniej mięsności 57,22±2,21%. Badany materiał odznaczał się znacznym zróżnicowaniem zawartości glikogenu i kwasu mlekowego w 45. min po uboju, zaś zakres zmienności tych cech (różnica między wartością maksymalną i minimalną) wynosił odpowiednio 116,47 i 74,71 µmol/g. Mięso tuczników rasy duroc i mieszańców LYD charakteryzował zbliżony zakres zmienności glikogenu i kwasu mlekowego w 45. min po uboju oraz koncentracja glikogenu w 24. godz. post mortem nie przekraczająca 20 µmol/g. Z kolei w mięsie tuczników mieszańców LYH maksymalne wartości glikogenu w 45. min i 24. godz. po uboju były blisko dwukrotnie wyższe przy większej o około 30% koncentracji kwasu mlekowego w 45. min post mortem. W zakresie badanych cech jakości, za wyjątkiem pH w 48., 96. godz. i 144. godz. po uboju, jasności barwy w 48. i 96. godz. oraz zdolności utrzymywania wody własnej, nie stwierdzono istotnego zróżnicowania w jakości mięsa tuczników rasy duroc i mieszańców LYD. Z kolei mięso tuczników mieszańców LYH w porównaniu do obu ww. grup rasowych charakteryzowało się niższym o około 0,2-0,3 jednostki pH do 3. godz. po uboju oraz od 0,1 do 0,2 jednostki w 24. i 48. godz. post mortem, najwyższą przewodnością elektryczną (od 2 do 144 godz. po uboju), najjaśniejszą barwą, niską (średnio poniżej 90%) wydajnością mięsa w procesie peklowania i parzenia (TY) oraz nieakceptowalnie wysokim (w 48. godz. post mortem przekraczającym 6%) wyciekiem naturalnym. W etapie II, w celu sprawdzenia i weryfikacji hipotezy dotyczącej wartości predykcyjnej zawartości glikogenu oraz kwasu mlekowego w tkance mięśniowej dla cech jakości mięsa wieprzowego, analizowany materiał badawczy podzielono na grupy, o zróżnicowanej (co 10 µmol/g) koncentracji glikogenu i kwasu mlekowego w mięśniu LL w 45. min po uboju. Analiza przeprowadzona na całym materiale badawczym (n=105 szt) wykazała, że niezależnie od zawartości kwasu mlekowego, najniższe pH od 2 do 48 godz. post mortem, niskie pH48 (5,30), nasilony wyciek naturalny w 48. godz. po uboju (ok. 8%) oraz niską wydajność mięsa w procesie peklowania i parzenia (84-85,5%) stwierdzono w mięsie, o zawartości glikogenu przekraczającej w 45. min po uboju 70 µmol/g. Niemniej jednak, gdy koncentracja glikogenu przekraczała 60 µmol/g, wyciek naturalny w 48. godz. postmortem był wyższy niż 6% (WN48=6,17%), zaś wskaźnik wydajności technologicznej mięsa w 12 procesie peklowania i parzenia przyjmował wartość poniżej 90% (TY=89,8%). Z kolei najwyższe pH w 2. i 3. godz. oraz w 48. i 96. godz. po uboju, przy średnim pH24 powyżej 5,7 stwierdzono w mięsie, w którym poziom glikogenu w 45. min post mortem nie przekraczał 40 µmol/g. Knox i wsp. (2008) oraz Holmer i wsp. (2009) stwierdzili, że chociaż wyższe pH końcowe jest związane z lepszą jakością mięsa (nieco ciemniejsza barwa), to w przypadku jego dłuższego przechowywania (14 dni), przy pH24 w zakresie 5,8-6,0, zwiększa się istotnie ilość kolonii bakterii aerobowych, a tym samym skraca się trwałość produktu. Omawiane wyżej rezultaty dotyczące wpływu zawartości glikogenu w 45. min po uboju na cechy jakości mięsa wieprzowego znalazły również częściowe potwierdzenie w wynikach dodatkowych analiz pomocniczych przeprowadzonych w analogicznym układzie w obrębie badanych grup rasowych. Niekorzystne niskie pH48 wynoszące 5,38-5,44 jednostki, najjaśniejszą barwę, wysoki wyciek naturalny w 48. godz. (średnio 6,79%) oraz niską wydajność mięsa w procesie peklowania i parzenia (87%) stwierdzono w mięsie tuczników duroc i mieszańców LYD przy zawartości glikogenu w 45. min po uboju powyżej 60 µmol/g, natomiast w grupie mieszańców LYH niekorzystnie wysokim wyciekiem naturalnym (WN48 7-8%) i niskim wskaźnikiem TY (84-85,5%) charakteryzowało się mięso o zawartości glikogenu przekraczającej 80 µmol/g. W grupie mieszańców LYH uwagę zwraca również średnie pH24, które nawet przy bardzo wysokich zasobach glikolitycznych mięśnia longissimus lumborum wynosiło ok. 5,5 jednostki tj. nie przekraczało granicznego poziomu przyjmowanego dla mięsa kwaśnego. Glikogenoliza nie została jednak zahamowana, co znalazło potwierdzenie w niskim pH30, nawet w mięśniach o zawartości glikogenu w granicach 40<50 µmol/g. Wykazano również, że wzrost koncentracji kwasu mlekowego w 45. min po uboju (niezależnie od zawartości glikogenu) powyżej 60 µmol/g niekorzystnie obniżał pH48 do 5,3 jednostki (przy istotnie niższym pH w okresie od 35 do 3 godz. post mortem) oraz istotnie zwiększał jasność barwy mięsa w 48. godz. po uboju natomiast niższą zdolność utrzymywania wody własnej, nasilenie wycieku naturalnego (do 5,5-5,9% w 48. godz.) oraz spadek wskaźnika wydajności technologicznej TY (do 88%) stwierdzono w mięsie o koncentracji kwasu mlekowego przekraczającej 50 µmol/g. Należy również podkreślić, że o ile badano stopień powiązania zawartości glikogenu lub kwasu mlekowego w mięśniu LD w 35-45 min po uboju z cechami przydatności kulinarnej i technologicznej mięsa wieprzowego (van Laack i Kauffman 1999; Meadus i MacInnis 2000; Bee 2002; Huff-Lonergan i wsp. 2002) to brak jest prac, w analogicznym do niniejszych badań układzie metodycznym, dotyczących wpływu koncentracji glikogenu i 13 kwasu mlekowego w mięśniach post mortem, co utrudnia szczegółową dyskusję z prezentowanymi wynikami własnymi. Obecnie znane są mechanizmy kontrolujące proces poubojowej glikogenolizy. Jednak nie wyjaśniają one w pełni zmienności w zawartości poszczególnych metabolitów tj. glikogenu i kwasu mlekowego w tkance, w okresie konwersji mięśnia w mięso. Produkcja kwasu mlekowego, czas jej trwania oraz stopień jego akumulacji w trakcie anaerobowej glikogenolizy, zależy zarówno od rezerw glikogenu mięśniowego w momencie uboju zwierząt jak i aktywności (bądź dezaktywacji) enzymów glikolitycznych czy związków (ADP, AMP, NAD+) będących substratami w tym procesie (van Laack i Kauffman 1999; Immonen i Puolanne 2000; Copenhafer i wsp. 2006). Wagę badanego w niniejszej rozprawie problemu podkreśla dodatkowo stosunkowo niewielka liczba prac, dostarczających wiedzy w zakresie koncentracji metabolitów (tj. glikogenu i kwasu mlekowego) w tkance mięśniowej w trakcie poubojowej glikogenolizy do 24 godz. po uboju jak również brak jest prac dotyczących ilościowych zmian glikogenu i kwasu mlekowego w zależności od ich początkowych rezerw w mięśniach. Wykazano, że w 24. i 48. godz. po uboju, w mięśniach świń, w których zawartość glikogenu w 45. min post mortem nie przekraczała 70 µmol/g, ilość glikogenu resztkowego była 2-3 krotnie niższa, niż w mięśniach o wysokim jego poziomie, przekraczającym 70 µmol/g natomiast w analizowanym układzie doświadczalnym, nie stwierdzono wpływu zawartości glikogenu na poziom koncentracji kwasu mlekowego w 24. godz. post mortem. Stwierdzono również, że zakres i tempo rozkładu glikogenu (w okresach od 45 min do 24 godz., od 24 do 48 godz. i od 45 min do 48 godz.) zwiększały się w zależności od jego początkowych zasobów jednak w zakresie od 50 µmol/g aż do 100 µmol/g nie ulegały one zmianom. W okresie od 24 do 48 godz. po uboju poubojowa glikogenoliza (wyrażona ilością i tempem rozkładanego glikogenu) znacząco spadała, zaś ilość rozkładanego w tym okresie glikogenu stanowiła od 10-15% (dla tkanki mięśniowej o zawartości glikogenu w 45. min po uboju poniżej 50 µmol/g) do 20-28% (przy wyższych zasobach glikogenu) całkowitego zużycia glikogenu w okresie od 45 min do 24 godz. post mortem. Analogicznie w grupie tuczników rasy duroc i mieszańców LYD wykazano, że wzrost zawartości glikogenu w mięśniu LL w 45. min po uboju do 50 µmol/g zwiększał zużycie glikogenu oraz tempo jego rozkładu w trakcie poubojowej glikogenolizy (w okresach od 45 min do 24 godz., od 24 do 48 godz. i od 45 min do 48 godz.) natomiast po przekroczeniu tej wartości nie ulegały one zmianom. W grupie mieszańców LYH zużycie i tempo rozkładu glikogenu w okresach od 45 min do 24 godz., od 24 do 48 godz. i od 45 min do 48 godz.) zwiększało się wraz ze 14 wzrostem jego koncentracji w 45. min do 80 µmol/g natomiast ilość tworzącego się kwasu mlekowego w badanych okresach do 48 godz. po uboju we wszystkich grupach zróżnicowanych zawartością glikogenu w 45. min post mortem była zbliżona. Rhoades i wsp. (2005) oraz England i wsp. (2014, 2015) twierdzą, że przyczyną spadku aktywności enzymów glikolitycznych, a w konsekwencji wstrzymania metabolizmu poubojowego może być wzrost zakwaszenia tkanki mięśniowej post mortem co częściowo może tłumaczyć ograniczoną produkcję kwasu mlekowego w mięśniach o wysokim poziomie glikogenu. Z kolei, koncentracja kwasu mlekowego w mięśniu LL (niezależnie od zawartości glikogenu) istotnie różnicowała zużycie i tempo rozkładu glikogenu oraz produkcję kwasu mlekowego do 48 godz. post mortem, które jednak malały wraz ze wzrostem zawartości kwasu mlekowego w 45. min po uboju. Mięso o koncentracji kwasu mlekowego w 45. min post mortem przekraczającej 60 µmol/g w porównaniu do tkanki mięśniowej, w której jej zawartość była poniżej 30 µmol/g, charakteryzowało się blisko 2 krotnie mniejszym zużyciem glikogenu (w okresie od 45 min do 24 godz. oraz od 45 min do 48 godz.) oraz dwukrotnie niższą akumulacją kwasu mlekowego. Kinetyka zmian stopnia zakwaszenia tkanki mięśniowej post mortem oraz wartość pH końcowego to istotne czynniki decydujące o ostatecznej jakości mięsa kulinarnego i jego przydatności technologicznej (Warriss i wsp. 1989; Henckel i wsp. 2000). Najmniej korzystne wartości cech jakości kulinarnej i technologicznej tj. najjaśniejszą barwę (L*=58 w 4.8 godz.), obniżoną wydajnością mięsa w procesie peklowania i parzenia (85,3-88,6%), mniejszą zdolnością utrzymywania wody własnej (7,2-7,6 cm2) oraz nasilonym wyciek naturalny (5,797,69% w 48 godz. po uboju) stwierdzono w mięsie o pH końcowym (pH48) poniżej 5,4 jednostki. Do obniżenia pH48 do tak niskich wartości dochodziło, gdy zawartość glikogenu w mięśniu LL w 45. min po uboju przekraczała średnio 60 µmol/g. Stwierdzono również, że nawet w przypadku mięsa o bardzo niskim pH końcowym (pH48), średnia wartość pH24 nie przekraczała 5,5 jednostki. Wskazuje to, że nawet prawidłowe pH w 24. godz. po uboju, mieszczące się w zakresie przyjętym dla mięsa normalnego (Koćwin-Podsiadła i wsp. 2006a) nie musi w pełni warunkować jego prawidłowej jakości. Odnotowano, że od 45 min do 48 godz. po uboju, wykorzystanie glikogenu do osiągnięcia pH końcowego (pH48) na poziomie nie przekraczającym 5,5 wynosiło około 33 µmol/g, zaś w mięśniach o pH48 niższym niż 5,4, zakres jego zużycia wahał się od 36 do 40 µmol/g. W analogicznym okresie, w zależności od osiąganego pH końcowego, tworzyło się odpowiednio 39 i 34-41 µmol/g kwasu mlekowego, przy czym najmniejszą jego ilość stwierdzono w mięsie o najniższym pH końcowym (≤5,3). 15 Niestety w dostępnej literaturze brakuje prac (w analogicznym układzie doświadczalnym jak w prezentowanych badaniach) dotyczących metabolizmu mięśni po uboju w zależności od pH końcowego, co utrudnia szczegółową dyskusję uzyskanych wyników. W oparciu o wartości średnie uzyskane przez Copenhafer i wsp. (2006) czy Schafer i wsp. (2002) można jedynie szacować, że w przypadku mięśni tuczników mieszańców ras berkshire i hampshire do osiągnięcia pH=5,5 w okresie od 30 min do 24 godz. zostało zużyte około 40 µmol/g glikogenu (Copenhafer i wsp. 2006) zaś w mięśniach tuczników (LxLW)xD około 30 µmol/g (Schafer i wsp. 2002). Wyciek naturalny jest podstawowym wyróżnikiem jakość mięsa wieprzowego, a jego nasilenie (>6% w okresie 24-48 godz. post mortem) obniża przydatność kulinarną i technologiczną mięsa oraz przyczynia się do znacznych strat ekonomicznych ponoszonych przez przemysł mięsny (Krzęcio 2009). Stwierdzono, że w mięsie o niskim (<6%) wycieku naturalnym w 48. godz. po uboju, zawartość glikogenu w 45. min po uboju nie przekraczała średnio 50 µmol/g a koncentracja kwasu mlekowego 46-47 µmol/g. Dalszy wzrost zasobów glikolitycznych tkanki mięśnia longissimus lumborum. Z kolei nasilony (>6%) wyciek naturalny związany był z najwyższym poziomem glikogenu w 45 min po uboju (72.57 µmol/g przy koncentracji kwasu mlekowego średnio na poziomie 50 µmol/g), niskim pH końcowym (pH48=5,35), najwyższą przewodnością elektryczną oraz niską (ok. 86%) wydajnością mięsa peklowanego w procesie parzenia. W oparciu o wyniki kolejno przeprowadzonych i opisanych wyżej analiz wyodrębniono trzy grupy zróżnicowane zawartością glikogenu w 45. min post mortem: I ≤40 µmol/g, II 40≤60 µmol/g i III >60 µmol/g. Uzyskane wyniki potwierdziły większy spadek pH (od 0,05 do 0,2 jednostki) w okresie do 3 godz. po uboju, niskie pH48 (średnio 5,33 jednostki), obniżoną zdolność utrzymywania wody własnej (7,17 cm2), wysoki wyciek naturalny (7,13% w 48 godz. po uboju) oraz niższą (o 4-5,5 p.p.) wydajność mięsa w procesie peklowania i parzenia (TY 86,86%) dla mięsa o zawartości glikogenu w 45. min po uboju przekraczającej 60 µmol/g. Z kolei najmniejszy wyciek naturalny (tak w 48. godz. jak i w późniejszym okresie post mortem), ciemniejszą (L*) barwą mięsa w 24. godz. (jednak w granicach przyjmowanych dla mięsa normalnego) i wyższą (>90%) wydajność mięsa w procesie peklowania i parzenia (korzystną z punktu widzenia przydatności technologicznej), stwierdzono dla mięsa o zawartości glikogenu w 45. min po uboju poniżej 40 µmol/g. Na uwagę w tej grupie zasługuje amplituda zmian pH oraz wyższe pH w 24. godz. (5,72±0,07), co przy ograniczonych rezerwach glikogenu w 24. i 48. godz. po uboju, może zwiększać podatność takiego mięsa na 16 wzrost niepożądanej mikroflory bakteryjnej i skracać jego trwałość w trakcie przechowywania. Stwierdzono również, że w przypadku gdy zawartość glikogenu w mięśniu LL w 45. min po uboju mieści się w zakresie 40-60 µmol/g, możliwe jest zachowanie optymalnej amplitudy zmian pH post mortem, przy pH końcowym (pH48) nie mniejszym niż niż 5,4 jednostki oraz jasności barwy mięsa i wydajności technologicznej (średnio >90%) właściwych dla mięsa normalnego. Należy jednak nadmienić że w grupie tej udział tusz z wyciekiem >6% wynosił 25% (wobec 68,9% oraz 6,7% odpowiednio w grupach o koncentracji glikogenu >60 µmol/g i ≤40 µmol/g). Celem doprecyzowania zawartości kwasu mlekowego, decydującego o nasilonym wycieku naturalnym (>6%), w etapie tym na części analizowanej populacji zwierząt, o zawartość glikogenu w mięśniu LL w 45. min po uboju w zakresie 40-60 µmol/g przeprowadzono dodatkową analizę. Powstały model predykcyjny wykazał, że w przypadku zawartości kwasu mlekowego przekraczającej 45 µmol/g może dochodzić do nasilenia wycieku naturalnego powyżej 6%. Analizując właściwości fizykochemiczne mięśnia LL z uwzględnieniem tego dodatkowego kryterium stwierdzono, że w mięsie o zawartości glikogenu w 45. min post mortem poniżej 40 µmol/g, wzrost koncentracji kwasu mlekowego powyżej 45 µmol/g zwiększał pH tkanki mięśniowej w 24. godz. po uboju (z 5,76 do 5,69) oraz wyciek naturalny w 96. i 144. godz (od 1,6 do 2 p.p.) przy braku istotnego wpływu na WN48. Z kolei przy zwiększonej, powyżej 45 µmol/g, koncentracji kwasu mlekowego w mięsie, w którym zawartość glikogenu w 45. min po uboju mieściła się w zakresie 40≤60 µmol/g, stwierdzono większy spadek pH do 3. godz. po uboju (o 0,2-0,3 jednostki), niższe o 0,1 jednostki pH końcowe (pH48=5,39), wyższą przewodność elektryczną (o ok. 0,9 mS/cm w 24. godz. i 2,3 mS/cm w 48., 96. i 144. godz.), jak również - co jest niekorzystne w przypadku mięsa kulinarnego - jaśniejszą barwę mięsa oraz większy wyciek naturalnego w 96. i 144. godz. post mortem (o ok. 1,4-1,6 p.p.). Szczególnie niekorzystny wpływ stopnia koncentracji kwasu mlekowego w 45. min po uboju na analizowane cechy jakości mięsa wieprzowego stwierdzono dla mięsa o najwyższej (>60 µmol/g) zawartości glikogenu. Wykazano, że zwiększenie w mięśniu LL zawartości kwasu mlekowego powyżej 45 µmol/g prowadziło do obniżenia pH do 3. godz. po uboju (o ok. 0,2-0,3 jednostki), spadku pH końcowego do ekstremalnie niskiego wartości (pH48=5,30 jednostki), wzrostu przewodności elektrycznej w każdym z badanych terminów pomiaru, wyjątkowo wysokiego obniżenia wskaźnika wydajności technologicznej do 84,79% oraz znacznego nasilenia wycieku naturalnego (do ok. 8% w 48. godz.). 17 W mięsie zróżnicowanym zawartością glikogenu w 45. min po uboju, wzrost koncentracji kwasu mlekowego >45 µmol/g istotnie zwiększał zawartość glikogenu resztkowego i kwasu mlekowego w 24. i 48. godz. jedynie w mięsie o zawartości glikogenu przekraczającej 60 µmol/g. Ponadto, w mięsie o zawartości glikogenu >60 µmol/g i koncentracji kwasu mlekowego ≤45 µmol/g zawartość glikogenu resztkowego w 24. godz. nie przekraczała 40 µmol/g, tj. wartości granicznej przyjmowanej (fenotypowo) dla zwierząt obciążonych genu RN-. Stwierdzono również, że w mięsie o najniższej (≤40 µmol/g) i najwyższej (>60 µmol/g) zawartości glikogenu w mięśniu LL w 45. min po uboju, wzrost koncentracji kwasu mlekowego >45 µmol/g istotnie zmniejszał zużycie glikogenu oraz produkcję kwasu mlekowego w okresie od 45 min do 48 godz. Największy udział mięsa cieknącego (WN48>6%) stwierdzono przy zawartości glikogenu w 45. min po uboju powyżej 60 µmol/g przy czym wraz ze wzrostem koncentracji kwasu mlekowego(>45 µmol/g) zwiększał się on dwukrotnie (z 21,9 do 46,9%). W mięśniach o najniższych (≤40 µmol/g) rezerwach glikogenu, wysoki (>6%) wyciek naturalny stwierdzono jedynie w mięsie o zawartości kwasu mlekowego >45 µmol/g jednak udział tusz z takim mięsem był stosunkowo niski i wynosił 6,7%. Z kolei, gdy zawartość glikogenu w 45 min po uboju mieściła się w zakresie 40≤60 µmol/g a koncentracja kwasu mlekowego ≤45 µmol/g, udział tusz z mięsem o wycieku naturalnym przekraczającym w 48. godz. 6% nieznacznie przewyższał 11%. Dodatkowym celem niniejszych badań było określenie wpływu systemu chłodzenia tusz (chłodzenie szybkie w porównaniu do chłodzenia konwencjonalnego), na przebieg poubojowej glikogenolizy do 48. godz. post mortem oraz wartość cech jakości mięsa zróżnicowanego zawartością glikogenu i kwasu mlekowego w mięśniu longissimus lumborum w 45. min po uboju. Chłodzenie tusz wieprzowych po uboju jest powszechnie stosowanym procesem, który ma miedzy innymi na celu przedłużenie trwałości mięsa poprzez spowolnienie zachodzących w nim przemian biochemicznych po uboju co również wpływa na kształtowanie się cech jakościowych mięsa decydujących o jego przydatności kulinarnej i technologicznej (Milligan i wsp. 1998; Josell i wsp. 2003; Hambrecht i wsp. 2004; Shackelford i wsp. 2012; Rybarczyk i wsp. 2015). Problematyka dotycząca wpływu systemów chłodzenia tusz na kształtowanie się cech jakości mięsa po uboju od wielu lat pozostaje w centrum uwagi wielu badaczy, jednak brak jest prac szczegółowo analizujących zmiany ilościowe metabolitów tj. glikogenu i kwasu mlekowego, w trakcie poubojowej glikogenolizy, z uwzględnieniem tego czynnika. Uzyskane rezultaty badań własnych wykazały, że niezależnie od zawartości glikogenu w mięśniu longissimus lumborum w 45 min post mortem, szybkie chłodzenie tusz w 18 porównaniu do chłodzenia konwencjonalnego istotnie ogranicza spadek pH od 3. do 48. godz. po uboju (od 0,05 do 0,1 jednostki), podwyższa pH końcowe z 5,38 do 5,44 jednostki oraz obniża wyciek naturalny od 0,67 p.p. (w 48 godz.) do 1,02 p.p. (w 144 godz.). System chłodzenia nie wpływał natomiast, ani na wartość potencjału glikolitycznego ani na zawartość glikogenu i jego zużycie w trakcie poubojowej glikogenolizy. Niższą o około 8 µmol/g koncentrację kwasu mlekowego w mięśniu LL w 24. i mniejszą jego produkcję w okresie od 45 min do 24 godz. stwierdzono jednak dla tusz szybko chłodzonych. Uzyskane rezultaty potwierdziły wyniki wcześniejszych badań Milligan i wsp. (1998), Josell i wsp. (2003), Hambrecht i wsp. (2004) Shackelford i wsp. (2012) czy Rybarczyka i wsp. (2015) w zakresie oddziaływania szybkich metod chłodzenia na właściwości fizykochemiczne mięsa wieprzowego. Z praktycznego punktu widzenia istotny, a jednocześnie nierozpoznany problem stanowi oddziaływanie systemu chłodzenia na metabolizm poubojowy i cechy jakości mięsa wieprzowego w zależności od zawartości glikogenu i kwasu mlekowego w mięśniu longissimus lumborum w 45 min po uboju. W niniejszych badaniach nie stwierdzono wpływu systemu chłodzenia na zawartość glikogenu w 24. i 48. godz., wykazano natomiast, że w zależności od koncentracji glikogenu i kwasu mlekowego w 45. min post mortem, zastosowanie szybkiego chłodzenia istotnie obniża koncentrację kwasu mlekowego w 24. godz. o 6,55 µmol/g (w przypadku mięsa o zawartości glikogenu ≤40 µmol/g i kwasu mlekowego ≤45 µmol/g) oraz o 9,44 µmol/g (dla mięsa o zawartości glikogenu >60 µmol/g i kwasu mlekowego >45 µmol/g). W 48. godz. po uboju system chłodzenia wpływał na koncentrację kwasu mlekowego jedynie w mięsie o najwyższej (>60 µmol/g) zawartości glikogenu. Dla tusz szybko chłodzonych była ona niższa o 4,05 i 8,09 µmol/g odpowiednio przy zawartości kwasu mlekowego ≤45 µmol/g oraz >45 µmol/g. Nie stwierdzono natomiast wpływu szybkiego chłodzenia tusz wieprzowych na zużycie glikogenu w trakcie poubojowej glikogenolizy za wyjątkiem mięsa o najwyższej koncentracji glikogenu i kwasu mlekowego w 45. min po uboju. W okresie od 45 min do 48 godz. w tuszach szybko wychładzanych w porównaniu do tusz chłodzonych konwencjonalnie zużycie glikogenu było o 7 µmol/g (p≤0,05). Stwierdzono ponadto, że wychładzanie tusz wieprzowych z zastosowaniem trójfazowego tunelu chłodniczego w porównaniu do chłodzenia konwencjonalnego istotnie spowalniało spadek pH od 2 do 48 godz., podwyższało pH48 (5,48 vs. 5,41 jednostki) oraz zmniejszało jasność barwy mięsa w 24 godz. (54,68 vs. 56,23) i wyciek naturalny (4,09 vs. 19 5,31% w 48. godz.) jedynie w mięsie o zawartość glikogenu w zakresie 40≤60 µmol/g i koncentracji kwasu mlekowego nie przekraczającej 45 µmol/g. Uzyskane w niniejszej rozprawie wyniki upoważniły do sformułowania wniosków o charakterze poznawczym jak i praktycznym do wykorzystania w przemyśle mięsnym. Wnioski o charakterze poznawczym: 1) Niezależnie od zasobów glikolitycznych mięśnia longissimus lumborum w 45. min po uboju, poubojowa glikogenoliza (rozkład glikogenu i produkcja kwasu mlekowego) trwa do 48 godz. post mortem po czym ustala się wartość pH końcowego. 2) Wykorzystując jako kryterium jakości wieprzowiny zawartość glikogenu w 45. min. po uboju (niezależnie od zawartości kwasu mlekowego w tym terminie), możliwe jest uzyskanie surowca o prawidłowych właściwościach fizykochemicznych tzn. przy pH końcowym nie przekraczającym 5,4 jednostki, jasności barwy mięsa oraz wydajności technologicznej typowych dla mięsa normalnego i o niskim wycieku naturalnym w 48. godz. post mortem (4,39% ) gdy zawartość glikogenu będzie mieścić się w zakresie 40≤60 µmol/g. Jednak udział mięsa o nasilonym wycieku naturalnym (>6%) może wynosić blisko 25%. 3) Zwiększona zawartość glikogenu w 45. min. po uboju (>60 µmol/g) wpływała na przyspieszenie spadku pH post mortem, obniżenie pH końcowego (do 5,33), zwiększenie jasność barwy mięsa oraz obniżenie zdolności utrzymywania wody własnej a w konsekwencji na zwiększenie wycieku naturalnego w 48. godz. (do 7,13%) oraz obniżenie wskaźnika wydajności technologicznej (do 86,86%). 4) Wykorzystanie jako dodatkowego kryterium jakości mięsa wieprzowego, zawartości kwasu mlekowego w 45. min po uboju poniżej 45 µmol/g, umożliwiło zróżnicowanie mięsa o następujących parametrach: a) przy zawartości glikogenu w 45. min po uboju poniżej 40 µmol/g - o zwiększonej (o około 0,8 p.p.) wydajności w procesie peklowania i parzenia (92,75 vs. 91,93%), zmniejszonym wycieku naturalnym w 48. godz. po uboju (do ok. 3%) oraz eliminację mięsa o nasilonym (>6%) wycieku naturalnym. b) przy zawartości glikogenu w 45 min po uboju w zakresie 40≤60 µmol/g - o wyższym o 0,1 jednostki pH48 (5,48 vs. 5,39), mniejszej jasności barwy (o 1-1,5 jednostki), wyższej o około 1,5 p.p. wydajności w procesie peklowania i parzenia (91,38 vs. 89,76%), obniżonym o 1 p.p. wycieku naturalnym (do 4,09% w 48. godz.) oraz obniżenie do ok. 14% częstości występowania mięsa o nasilonym (>6%) wycieku naturalnym. 20 c) przy zawartości glikogenu w 45. min po uboju powyżej 60 µmol/g - o wyższym o 0,2 jednostki pH48 (5,36 vs. 5,30), wyższej o 4,4 p.p. wydajności w procesie peklowania i parzenia (91,38 vs. 89,76%), zmniejszonym (o 2 p.p.) wycieku naturalnym do około 6% oraz znaczne obniżenie (do 21%) częstości występowania mięsa o wysokim (>6%) wycieku naturalnym. 5) Ilość tworzonego kwasu mlekowego w okresie od 45 min do 24 godz. oraz od 45 min do 48 godz. samodzielnie nie determinuje wyróżników jakościowych mięsa wieprzowego, zaś z jego większą produkcją w tkance mięśniowej podczas poubojowej glikogenolizy nie była związana (zarówno w grupach zróżnicowanych zawartością glikogenu jak również glikogenu i kwasu mlekowego w 45. min post mortem) niższa kwasowość mięśnia longissimus lumborum (w tym pH końcowe) jak również wskaźnik TY czy zwiększony wyciek naturalny. Wnioski o charakterze praktycznym do wykorzystania w przemyśle mięsnym: 1) Przy zawartości glikogenu w mięśniu longissimus lumborum w 45. min. po uboju poniżej 40 µmol/g i koncentracji kwasu mlekowego nie wyższej niż 45 µmol/g możliwe jest uzyskanie mięsa o dobrych parametrach fizykochemicznych, charakteryzującego się niskim wyciekiem naturalnym i małymi stratami w procesie peklowania i parzenia. Jednak z uwagi na większą jego jasność od 96 godz. po uboju, stosunkowo wysokie pH24 (ok. 5,8) przy niskiej zawartości glikogenu w tym terminie i znacznym spowolnieniu jego rozkładu (jedynie 4 µmol/g w okresie od 24. do 48. godz.) taki surowiec rekomendowany jest do bezpośredniego przerobu. 2) Dla mięsa o zawartości glikogenu ≤40 µmol/g i koncentracji kwasu mlekowego >45 µmol/g oraz o zawartości glikogenu w zakresie 40≤60 µmol/g i koncentracji kwasu mlekowego ≤45 µmol/g stwierdzona optymalna amplituda zmian pH po uboju oraz wartość pH końcowego (pH48), przy jasności barwy właściwej dla mięsa normalnego, niskim wycieku naturalnym (4% w 48. godz.) jak również niski udział mięsa o wysokim (>6%) wycieku przemawiają za wykorzystaniem (przeznaczeniem) takiego surowca mięsnego do celów kulinarnych. 3) Cechy jakościowe stwierdzone dla mięsa o zawartości glikogenu w zakresie 40≤60 µmol/g i koncentracji kwasu mlekowego powyżej 45 µmol/g, nie wykluczają jego wykorzystania do celów kulinarnych, jednak z uwagi na większą jego jasność (ok. 57), nieco wyższy wyciek naturalny w 48. godz. po uboju (ok. 5%) a jednocześnie wydajność mięsa w procesie 21 peklowania i parzenia średnio na poziomie 90% pozwalają rekomendować ten wysokiej jakości surowiec do przetworzenia. 4) Cechy jakościowe stwierdzone dla mięsa, o zawartości glikogenu w 45. min. po uboju powyżej 60 µmol/g i zawartości kwasu mlekowego nie wyższej niż 45 µmol/g wskazują za wykorzystaniem takiego surowca mięsnego bezpośrednio do przerobu (produkty peklowane i parzone) natomiast przy koncentracji kwasu mlekowego powyżej 45 µmol/g do produkcji wędlin surowych wędzonych. 5) Szybkie chłodzenie zwiększa pH48 o około 0,7 jednostki (5,48 vs. 5,41), obniża jasność barwy mięsa w 24. godz. (54,58 vs. 56,68) oraz zmniejsza wyciek naturalny od 1,22 pp. w 48. godz. do 1,8 pp. w 144. godz. w mięsie o zawartości glikogenu w 45 min. po uboju w zakresie 40≤60 µmol/g i zawartości kwasu mlekowego ≤45 µmol/g. Zastosowanie trójfazowego tunelu chłodniczego nie zmniejsza jednak wycieku naturalnego w mięsie o wysokich zasobach glikolitycznych (>60 µmol/g), w którym od 48 godz. post mortem wyciek naturalny może wahać się od 6 do 8% w zależności od zawartości kwasu mlekowego. Literatura 1. Bee G. (2002). Effect of available dietary carbohydrate on glycolytic potential and meat quality of swine muscles. Canadian Journal of Animal Science, 82, 311–320. 2. Bergmeyer H.U. (1974). Methods of enzymatic analysis. New York: Academic Press. 3. Bertram H.C, Petersen J.S., Andersen H.J. (2000). Relationship between RN- genotype and drip loss in meat from Danish pigs. Meat Science, 56, 49-55. 4. Cassens R.G. (2000). Historical perspectives and current aspects of pork meat quality in the USA. Food Chemistry, 69, 357–363. 5. Choe J.H., Choi Y.M., Lee S.H., Shin H.G., Ryu Y.C., Hong K.C., Kim B.C. (2008). The relation between glycogen, lactate content and muscle fiber type composition, and their influence on postmortem glycolytic rate and pork quality. Meat Science, 80, 355-362. 6. Copenhafer T.L., Richert B.T., Schinckel A.P., Grant A.L., Gerrard D.E. (2006). Augmented postmortem glycolysis does not occur early postmortem in AMPKγ3-mutated porcine muscle of halothane positive pigs. Meat Science, 73, 590–599. 7. Dalrymple R.H., Hamm R. (1973). A method for extracting of glycogen and metabolites from a single muscle sample. Journal of Food Technology, 8, 439-444. 8. Deng Y., Rosenvold K., Karlsson A.H., Horn P., Hedegaard J., Steffensen C.L., Andersen H.J. (2002). Relationship between thermal denaturation of porcine muscle proteins and water-holding capacity. Journal of Food Science, 67, 1642–1647. 9. Emnett R.S., Moeller S.J., Irvin K.M., Meeker D.L. (2002). Effects of the Rendement Napole Gene: Muscle quality and breed differences for high and low glycolytic potential groups in swine. Research and reviews: Poultry and swine. Special circular 171-174. 10. Enfalt A. CH., Hullberg A. (2005). Glycogen, glucose and glucose-6-phosphate content in fresh and cooked meat and meat exudate from carriers and noncarriers of the RN– allele. Journal of Muscle Foods, 16, 330-341. 11. Enfalt A.CH., Lundström K., Hansson I., Johansen S., Nystrom P.E. (1997). Comparison of non-carriers and heterozygous carriers of RN- allele for carcass composition, muscle distribution and technological meat quality in Hampshire-sired pigs. Livestock Production Science, 47, 221-229. 12. England E.M., Matarneh S.K., Scheffler T.L., Wachet C., Gerrard D.E. (2014). pH inactivation of phosphofructokinase arrests postmortem glycolysis. Meat Science, 98, 850-857. 13. England E.M., Matarneh S.K., Scheffler T.L., Wachet C., Gerrard D.E. (2015). Altered AMP deaminase activity may extend postmortem glycolysis. Meat Science, 102, 8-14. 22 14. Fernandez X., Lefauheur L., Gueblez R., Monin G. (1991). Paris ham processing: technological yield as affected by residual glycogen content of muscle. Meat Science, 29, 121–128. 15. Fernandez X., Gueblez R. (1992). Relationship between lactate and glycogen contents and pH values in postmortem longissimus muscle of the pig. Proceedings of the 38th International Congress on Meat Science and Technology, Clermont Ferrand, France, P. 355-358. 16. Fernandez X., Magard M., Tornberg E. (1992). The variation in pig muscle glycolytic potential during lariage – An in-vivo study. Meat Science, 32, 81-91. 17. Greanleaf J., Olsson K.E., Saltin B. (1969). Muscle glycogen content and its significance for the water content of the body. Acta Physiologica Scandinavica, Supplement, 330, 86. 18. Gunja-Smith Z., Marshall J.J., Mercier C., Smith E.E., Whelan W. (1970). A revision of the Meyer–Bernfeld model of glycogen and amylopectin. FEBS Letters, 13, 309–311. 19. Gutmann I., Wahlefeld A.W. (1974). L-(+)Lactate: Determination with lactate dehydrogenase and NAD. In "Methods of enzymatic analysis" Bergmeyer H. U. (ed.), vol. 3, Weinheim: Verlag Chemie, 1464–1468. 20. Hambrecht E., Eissen J.J., Nooijen R.I.J., Ducro B.J., Smits C.H.M., den Hartog L.A., Verstegen M.W.A. (2004). Preslaughter stress and muscle energy largery determine pork quality at two commercial processing plants. Journal of Animal Science, 82, 1401-1409. 21. Hamilton D.N., Ellis M., Miller K.D., McKeith F.K., Parrett D.F. (2000). The effect of the Halothane and Rendement Napole genes on carcass and meat quality characteristics of pigs. Journal of Animal Science, 78, 2862–2867. 22. Hamilton D.N., Miller K.D., Ellis M., McKeith F.K., Wilson E.R. (2003). Relationship between longissimus glycolytic potential and swine growth performance, carcass traits and pork quality. Journal of Animal Science, 81, 2206-2212. 23. Henckel P., Karlsson A., Jensen M., Oksbjerg N., Petersen J.S. (2002). Metabolic conditions in Porcine longissimus muscle immediately pre-slaughter and its influence on peri- and post mortem energy metabolism. Meat Science, 62, 145–155. 24. Henckel P., Karlsson A., Oksbjerg N., Petersen J.S. (2000). Control of post mortem pH decrease in pig muscles: experimental design and testing of animal models. Meat Science, 55, 131-138. 25. Holmer S.F., McKeith R.O., Boler D.D., Dilger A.C., Eggert J.M., Petry D.B., McKeith F.K., Jones K.L., Killefer J. (2009). The effect of pH on shelf-life of pork during aging and simulated retail display. Meat Science, 82, 86–93. 26. Huff-Lonergan E., Bass T.J., Malek M., Dekkers J.C.M., Prusa K., Rothschild M.F. (2002). Correlations among selected pork quality traits. Journal of Animal Science, 80, 617-627. 27. Huff-Lonergan E., Lonergan S.M. (2005). Mechanisms of water-holding capacity of meat: The role of postmortem biochemical and structural changes. Meat Science, 71, 194–204. 28. Hullberg A., Lundström K. (2004). The effects of RN genotype and tumbling on processing yield in cured– smoked pork loins. Meat Science, 67, 409–419. 29. Immonen K., Puolanne E. (2000). Variation of residual glycogen–glucose concentration at ultimate pH values below 5.75. Meat Science, 55(3), 279–283. 30. Josell A., Martinsson L., Borggaard C., Andersen J.R., Tornberg E. (2000). Determination of RN- phenotype in pigs at slaughter-line using visual and near-infrared spectroscopy. Meat Science, 55, 273-278. 31. Josell A., von Seth G., Tornberg E. (2003). Sensory and meat quality traits of pork in relation to postslaughter treatment and RN genotype. Meat Science, 66(1), 113-124. 32. Kapper C., Klont R.E., Verdonk J., Urlings H.A.P. (2012). Prediction of pork quality with near infrared spectroscopy (NIRS) 2. Feasibility and robustness of NIRS measurements under production plant conditions. Meat Science, 91(3), 300–305. 33. Keppler D., Decker K. (1974). Glycogen: Determination with amyloglucosidase. In "Methods of enzymatic analysis" Bergmeyer H. U. (ed.), vol. 3, Weinheim: Verlag Chemie, 1127-1131. 34. Knox B.L., van Laack R.L.J.M., Davidson P.M. (2008). Relationships between ultimate pH and microbial, chemical, and physical characteristics of vacuum packaged pork loins. Journal of Food Science, 73(3), 104–110. 35. Koćwin-Podsiadła M. (1998). Technological value of meat from heterozygous pigs with Haln and RN-genes. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences, 7/48, (4S), 90-99. 36. Koćwin-Podsiadła M., Krzęcio E., Przybylski W. (2006a). Pork quality and methods of its evaluation – a review. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences. 15/56 (3), 241-248. 37. Koćwin-Podsiadła M., Krzęcio E., Zybert A., Antosik K., Sieczkowska H., Kurył J., Pospiech E., Monin G. (2004). Effect of RN- and calpastatin (CAST) gene as related to meat quality of stress resistant fatteners. 50th International Congress of Meat Science and Technology, Helsinki, Finland, 186-188. 38. Koćwin-Podsiadła M., Krzęcio E., Zybert A., Antosik K., Sieczkowska H., Kurył J., Pospiech E., Monin G. (2006b). The effect of RN- gene on meat quality of stress resistant fatteners. Animal Science, 1 (S), 180-181. 39. Koćwin-Podsiadła M., Przybylski W., Kaczorek S., Krzęcio E. (1998). Quality and technological yield of pork PSE, acid and normal pork. Polish Journal Food and Nutrition Science, 7/48, 2, 217-222. 23 40. Koćwin-Podsiadła M., Przybylski W., Kurył J., Talmant A., Monin G. (1995). Muscle glycogen level and meat quality in pigs of different halothane genotypes. Meat Science, 40, 121-125. 41. Koćwin-Podsiadła M., Zybert A., Antosik K., Podsiadły W., Sieczkowska H., Krzęcio E., (2009). Glycogen content and the rate of glycolytic changes as the indicator of pork meat quality. 55th ICoMST, Copenhagen, Denmark, PE1.46. 42. Krzęcio E. (2009). Zmienność, uwarunkowania i diagnostyka wycieku naturalnego z miesa wieprzowego. Rozprawa naukowa nr 103, Wydawnictwo Akademii Podlaskiej, Siedlce. 1-152. 43. Le Roy P., Moreno C., Elsen J.M., Caritez J.C., Billon Y., Lagant H., Talmant A., Vernnin P., Amigues Y., Sellier P. Monin G. (2000). Interactive effects of the HAL and RN major genes on carcass quality traits in pigs: preliminary results. In: Quality of meat and fat in pigs as affected by genetics and nutrition, Zurich, Switzerland, August 25, 1999. EAAP Publication No. 100. Wageningen, Wageningen Pers, 139-142. 44. Lindahl G., Enfalt A.C., von Seth G., Josell A. , Hedebro-Velander I., Andersen H.J., Braunschweig M., Andersson L., Lundström K. (2004a). A second mutant allele (V199I) at the PRKAG3 (RN) locus. I. Effect on technological meat quality of pork loin. Meat Science, 66, 609–619. 45. Lindahl G., Enfalt A.C., von Seth G., Josell A. , Hedebro-Velander I., Andersen H.J., Braunschweig M., Andersson L., Lundström K. (2004b). A second mutant allele (V199I) at the PRKAG3 (RN) locus. II. Effect on colour characteristics of pork loin. Meat Science, 66, 621–627. 46. Lindahl G., Henckel P., Karlsson A.H., Andersen H.J. (2006). Significance of early postmortem temperature and pH decline on colour characteristics of pork loin from different crossbreeds. Meat Science, 72, 613–623. 47. Lomiwes D. (2008). Rapid on-line glycogen measurement and prediction of ultimate pH in slaughter beef. MSc Thesis, Auckland University of Technology, 1-108. 48. Lundström K., Andersson A., Hansson I. (1996). Effect of the RN gene on technological and sensory meat quality in crossbreed pigs with hampshire as terminal sire. Meat Science, 42, 2, 145-153. 49. Lundström K., Enfalt A.CH., Tornberg E., Agerhem H. (1998). Sensory and technological meat quality in carriers of the RN- allele in Hampshire crosses and in purebred Yorkshire pigs. Meat Science, 48, 115-124. 50. Mancini R.A., Hunt M.C. (2005). Current research in meat color. Meat Science, 71, 100–121. 51. Mancini R.A., Ramanathan R. (2007). Sodium lactate influences myoglobin redox stability in vitro. Meat Science, 78, 529– 532. 52. Meadus W.J., MacInnis R. (2000). Testing for the RN- gene in retail pork chops. Meat Science, 54, 231-237. 53. Meléndez-Hevia E., Waddell T.G., Shelton E.D. (1993). Optimization of molecular design in the evolution of metabolism: the glycogen molecule. The Biochemical Journal, 295(2), 477-483. 54. Miller K.D., Ellis M., McKeith F.K., Bidner B.S., Meisinger D.J. (2000). Frequency of the Rendement Napole RN- allele in a population of American hampshire pigs. Journal of Animal Science, 78, 1811-1815. 55. Milligan S.D., Ramsey C.B., Miller M.F., Kaster C.S., Thompson L.D. (1998). Resting of pigs and hot-fat trimming and accelerated chilling of carcasses to improve pork quality. Journal of Animal Science, 76, 74–86. 56. Monin G., Brad C., Vernin P., Naveau J. (1992). Effects of the RN– gene on some traits of muscle and liver in pigs. Proceedings of the 38th International Congress of Meat Science and Technology, Clermont-Ferrand, France, 391–394. 57. Monin G., Sellier P. (1985). Pork of low technological quality with a normal rate of muscle pH fall in the immediate postmortem period: The case of the Hampshire breed. Meat Science, 13, 49- 63. 58. Nanni Costa L., Lo Fiego D.P., Pantano A., Russo V. (2000). Relationship between glycolytic potential and technological quality of meat and dry-cured Parma ham in the Italian heavy pig. In " Tradition and innovation in Mediterranean pig production" Almeida J.A. i Tirapicos Nunes J. (ed.), CIHEAM, Options Mediterraneennes, Serie A, Seminaires Mediterraneenes (41), 227 -231. 59. Naveau J. (1986). Contribution ŕ ľétude du déterminisme génétique de la qualitéde viande porcine. Héritabilité du Rendement Technologique Napole. Journees de la Recherche Porcine en France, 18, 265-276. 60. Passonneau J.V., Lauderdale V.R. (1974). A comparison of three methods of glycogen measurement in tissue. Analytical Biochemistry, 60, 405-412. 61. Pösö A.R., Puolanne E. (2005). Carbohydrate metabolism in meat animals. Meat Science, 70 (3), 423-434. 62. Przybylski W. (2002). Wykorzystanie potencjału glikolitycznego mięśnia Longissimus dorsi w badaniach nad uwarunkowaniem wybranych cech jakości mięsa wieprzowego. Rozprawa habilitacyjna, Fundacja Rozwój SGGW, Warszawa, 63. Przybylski W., Koćwin-Podsiadła M., Kaczorek S., Krzęcio E., Naveau J., Tyszkiewicz I. (1998a). Glycolytic potential and meat quality in crossbreed pigs of different genetic groups. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences, 7/48, 4, 230-233. 64. Przybylski W., Koćwin- Podsiadła M., Kaczorek S., Krzęcio E., Monin G. (2000). Interactive effects of the HAL and RN genes in crossbreding. 46th ICoMST, Buenos Aires, Argentyna, 2.I-P18, 88-89. 65. Przybylski W., Koćwin-Podsiadła M., Krzęcio E., Kaczorek S. (1998b). The frequency of RN- gene in different group of pigs. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences, 7/48, 4, 235-240. 24 66. Przybylski W., Vernin P., Monin G. (1994). Relationship between glycolytic potential and ultimate pH in bovine, porcine and ovine muscles. Journal of Muscle Foods, 5, 245–255. 67. Rhoades R.D., King D.A., Jenschke B.E., Behrends J.M., Hively T.S., Smith S.B. (2005). Postmortem regulation of glycolysis by 6-phosphofructokinase in bovine M. Sternocephalicus pars mandibularis. Meat Science, 70(4), 621–626. 68. Rosenvold K., Andersen H.J. (2003) Factors of significance for pork quality—a review. Meat Science, 64, 219–237. 69. Rybarczyk A., Karamucki T., Pietruszka P., Rybak K., Matysiak B. (2015). The effects of blast chilling on pork quality. Meat Science, 101, 78-82. 70. Schafer A., Rosenvold K., Purslow P.P., Andersen H.J., Henckel P. (2002). Physiological and structural events post mortem of importance for drip loss in pork. Meat Science, 61(4), 355-366. 71. Scheffler T.L., Gerrard D.E. (2007). Mechanisms controlling pork quality development: The biochemistry controlling postmortem energy metabolism. Meat Science, 77, 7–16. 72. Scheffler T.L., Scheffler J.M., Kasten S.C., Sosnicki A.A., Gerrard D.E. (2013). High glycolytic potential does not predict low ultimate pH in pork. Meat Science, 95, 85-91. 73. Scheier R., Köhler J., Schmidt H. (2014). Identification of the early postmortem metabolic state of porcine M. semimembranosus using Raman spectroscopy. Vibrational Spectroscopy, 70, 12–17. 74. Scheier R., Scheeder M., Schmidt H. (2015). Prediction of pork quality at the slaughter line using a portable Raman device. Meat Science, 103, 96-103. 75. Shackelford S.D., King D.A., Wheeler T.L. (2012). Chilling rate effects on pork loin tenderness in commercial processing plants. Journal of Animal Science, 90, 2842-2849. 76. van Laack R.L.J.M., Kauffman R.G. (1999). Glycolytic Potential of red, soft, exudative pork longissimus muscle. Journal of Animal Science, 77, 2971-2973. 77. Warriss P.D., Bevis E.A., Ekins P.J. (1989). The relationships between glycogen stores and muscle ultimate pH in commercially slaughtered pigs. British Veterinary Journal, 145, 378-383. 78. Zybert A., Krzęcio E., Sieczkowska H., Podsiadły W., Przybylski W. (2007). The influence of chilling method on glycolytic changes and pork meat quality. Proceedings of the 53rd International Congress on Meat Science and Technology, Beijing, China, 293–294. 79. Zybert A., Protasiuk E., Antosik K., Sieczkowska H, Krzęcio-Nieczyporuk E., Adamczyk G., KoćwinPodsiadła M. (2014). Variations in pH decline measured from 45 min to 48 h postmortem as related to meat quality of (L×Y)×H fatteners. Annals of Animal Science, 14(2), 461–469. 80. Zybert A., Sieczkowska H., Antosik K, Krzęcio-Nieczyporuk E., Adamczyk G., Koćwin-Podsiadła M. (2013). Relationship between glycolytic potential and meat quality of durocs’ fatteners including chilling system of carcasses. Annals of Animal Science, 13, 645–654. 5. Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo - badawczych Działalność naukową rozpocząłem 01.10.1997 r. podejmując pracę w Wyższej Szkole Rolniczo-Pedagogicznej (obecnie Uniwersytet Przyrodniczo-Humanistyczny) w Siedlcach w charakterze pracownika naukowo-dydaktycznego w Katedrze Hodowli Trzody Chlewnej (obecnie Katedrze Hodowli Trzody Chlewnej i Oceny Mięsa), kierowanej przez Panią prof. zw. dr hab. Marię Koćwin-Podsiadłą, na stanowisku asystenta a następnie po uzyskaniu stopnia doktora (25.04.2005 r.) od października 2005 r. na stanowisku adiunkta. Od początku swojej pracy, czynnie uczestniczyłem zadaniach badawczych w realizowanych przez Katedrę zarówno we współpracy z zagranicznymi ośrodkami badawczymi w ramach umów dwustronnych (ze Stacją Badań Mięsa INRA w Theix - Francja - „Badania efektu interakcji genów HALn i RN- w krzyżowaniu loch z knurami hampshire i mieszańcami hampshire z pietrain w zakresie jakości mięsa świeżego, wydajności technologicznej i gotowego produktu” oraz „Badania efektu interakcji wybranych genów mięsności i jakości mięsa w zakresie jakości 25 tuszy i mięsa oraz wartości kulinarnej i przetwórczej mięsa wieprzowego”; z Purdue University West Lafayette, Indiana, USA, „Biochemiczno – molekularne mechanizmy post mortem kontrolujące jakość wieprzowiny”; z Matforsk – Norwegain Food Research Institute w Oslovein, Norwegia, „Proteomika a jakość i przydatność technologiczna wieprzowiny”) jak również w projektach badawczych (PBZ-KBN-036/P06/2000/04 i PBZ-KBN- 113/06/2005/14) realizowanych w ramach projektów zamawianych PBZ-KBN-036/P06/2000 i PBZ-KBN-113/06/2005. W ramach badań statutowych od 2014 r. kieruję również projektem badawczym pt. „Determinanty jakości wieprzowiny na poziomie metabolicznym”. Moje zainteresowania naukowo-badawcze dotyczą przede wszystkim szerokiego spektrum zagadnień związanych z jakością surowca wieprzowego, jego uwarunkowań na poziomie metabolicznym oraz możliwości jego doskonalenia tak pod kątem producenta czy przetwórcy jak i konsumenta. Z uwagi na szeroki zakres tematyczny prowadzonych badań, ich kompleksowość, różnorodność zastosowanych technik badawczych a także interdyscyplinarny charakter niektórych badań, większość prac realizowałem w zespołach badawczych. W moim dorobku naukowym, stanowiącym efekt pracy w zespole kierowanym przez Panią profesor Marię Koćwin-Podsiadłą, dominują następujące nurty badawcze: A. Ocena dla potrzeb przemysłu mięsnego wartości rzeźnej i jakości mięsa tuczników mieszańców z udziałem ras importowanych oraz pochodzących z krajowej produkcji towarowej o zróżnicowanej mięsności i masie tuszy ciepłej. B. Zmienności zasobów glikolitycznych mięśnia longissimus lumborum w 45. min post mortem w odniesieniu do właściwości fizykochemicznych mięsa wieprzowego i jej uwarunkowania. C. Wartość diagnostyczna zasobów glikolitycznych oraz glikolityczno-energetycznych mięśnia longissimus lumborum w 45. min po uboju w ocenie jakości mięsa wieprzowego Ad. A. Ocena dla potrzeb przemysłu mięsnego wartości rzeźnej i jakości mięsa tuczników mieszańców z udziałem ras importowanych oraz pochodzących z krajowej produkcji towarowej o zróżnicowanej mięsności i masie tuszy ciepłej. (II.D.1.9., II.D.1.10., II.D.1.12., II.D.1.20., II.D.1.25., II.D.1.28., II.D.1.29., II.D.1.30., II.D.1.31.) Problem optymalizacji masy ubojowej tuczników analizowany z punktu widzenia zmian ilościowych tkanki mięśniowej oraz, mających wymiar praktyczny, uzysków 26 elementów zasadniczych z rozbioru i mięsa poszczególnych klas z wykrawania, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej mięsności i niskiego udziału elementów tłuszczowych, z uwagi na istnienie ujemnej współzależności pomiędzy masą ubojową zwierząt a procentową zawartością mięsa w tuszy, jest zagadnieniem niezwykle złożonym. Zmiany preferencji nabywczych konsumentów, wprowadzenie w Polsce (w 1995 r.) wzorem krajów Europy zachodniej systemu poubojowej klasyfikacji tusz wieprzowych (EUROP) oraz intensywna selekcja przyczyniły się do zwiększenia tempa odkładania białka w organizmie produkowanych świń oraz wzrostu procentowej zawartości mięsa w tuszy. Zmianom tym towarzyszył jednak spadek masy ciała ubijanych tuczników i obniżenie masy poszczególnych wyrębów i elementów z wykrawania, mniej akceptowanych na rynku przez konsumentów. Wyżej wymienione aspekty stworzyły praktyczną potrzebę do podjęcia cyklu badań w zakresie opisywanej problematyki (II.D.1.9., II.D.1.10., II.D.1.12., II.D.1.20., II.D.1.25., II.D.1.28., II.D.1.29., II.D.1.30., II.D.1.31.). Badania II.D.1.9. i II.D.1.10., którymi objęto tuczniki pochodzące z krajowej produkcji towarowej wykazały, że wzrost masy tuszy ciepłej (MTC) z 70-80 kg do 80-90 kg istotnie wpływał na zwiększenie masy karkówki, łopatki (o ok. 0,2 kg), szynki (o ok. 0,7 kg) i polędwicy (o ok. 0,4 kg) przy jednocześnie większej wysokości mięśnia LD za ostatnim żebrem o 3-4 mm, bez negatywnego wpływu na grubość słoniny grzbietowej (nad łopatką, na wysokości ostatniego żebra oraz nad mięśniem pośladkowym średnim) oraz procentową zawartość mięsa w tuszy. Generalnie, jak wynika z danych piśmiennictwa, podniesienie masy ubojowej (masy tuszy ciepłej) korzystnie wpływa na cechy jakości mięsa aczkolwiek nie wszystkie wyniki badań są w tym zakresie jednoznaczne. Badania II.D.1.9. i II.D.1.10. nie potwierdziły jednak wpływu masy tuszy ciepłej ani na pH w 45. min i 24. godz. ani na jasność (L*) barwy mięsa w 24. godz. po uboju. Rezultaty opisanych wyżej prac, skłoniły do przeprowadzenia bardziej kompleksowych badań o charakterze praktycznym, których zasadniczym celem było określenie uzysku i udziału części zasadniczych z rozbioru, elementów oraz mięsa różnych klas z wykrawania tusz jak również jakości mięsa tuczników pochodzących z krajowej produkcji towarowej, zróżnicowanych masą tuszy ciepłej (75-80 kg, 80,1-85 kg) w każdej z klas mięsności systemu klasyfikacji EUROP (II.D.1.28., II.D.1.29., II.D.1.30., II.D.1.31.). Wykazano, że wzrost masy tuszy ciepłej z 75-80 kg do 80,1-85 kg istotnie zwiększał masę części zasadniczych z rozbioru tj. szynki, łopatki, schabu i karkówki, bez istotnego wpływu (p>0,05) na udział boczku i żeberek natomiast najwyższy uzysk masy szynki i karkówki (odp. ok. 0,9 i 0,3 kg) stwierdzono wśród tusz klas U i R zaś schabu i łopatki (o ok. 0,4-0,5 kg) 27 wśród tusz o mięsności powyżej 45% (klasy E, U i R). Odnotowano również, że wraz ze wzrostem masy tuszy ciepłej z 75-80 kg do 80,1-85 kg istotnie zwiększał się uzysk elementów z wykrawania tj. polędwicy i karczku, mięsa klas I, II i III oraz zwiększała się ogólna ilość mięsa z wykrawania, przy nieistotnym statystycznie (p>0,05) wzroście udziału tłuszczu ogółem. Na podstawie uzyskanych w opisywanym cyklu badań wyników stwierdzono, że tuczniki pochodzące z krajowej produkcji towarowej, o masie tuszy ciepłej mieszczącej się w zakresie 80,1-85 kg posiadają rezerwy w zakresie odkładania tkanki mięśniowej (najwyższe wśród tuczników o mięsności w zakresie 45-49,9% - klasa R), co umożliwia tucz tych zwierząt do wyższej masy ciała, bez negatywnego wzrostu stopnia ich otłuszczenia (oraz bez istotnego wzrostu ilości tłuszczu z rozbioru i wykrawania) i wpływu na cechy jakości mięsa (pH35, pH24, L*24, WHC, WN48, WN96 i WN144). Rezultaty opisanych badań II.D.1.28., II.D.1.29., II.D.1.30., II.D.1.31. stały się również podstawą wdrożeń zatytułowanych "System premiowania producentów żywca wieprzowego ras importowanych i mieszańców z ich udziałem" oraz "Korzyści w wartości handlowej tusz wieprzowych pogłowia masowego w klasach EUROP z tytułu podniesienia ich masy z 75kg do 85kg", zaś ich praktyczna implementacja umożliwiła stworzenie w zakładach mięsnych grupy kapitałowej SOKOŁÓW SA. systemu premiowania producentów żywca wieprzowego uwzględniającego obok procentowej zawartości mięsa w tuszy również masę tuszy ciepłej. W ramach opisywanej problematyki badawczej przeprowadzono również ocenę, dla potrzeb krajowego przemysłu mięsnego, mieszańców ras duńskich pochodzących z krzyżowania trójrasowego – (landrace x yorkshire) x duroc (LYD) w zakresie umięśnienia, składu morfologicznego tuszy i jakości mięsa oraz przeanalizowano możliwość ich uboju przy wyższej masie ciała (II.D.1.12., II.D.1.20., II.D.1.25.). Stwierdzono że wzrost MTC z 70,1-80 kg do 80,1-90 kg, umożliwiał zwiększenie masy karkówki, łopatki i szynki (od 0,6 do 1,2 kg) oraz obniżenie zakresu spadku pH od 35 min do 24 godz. i wycieku naturalnego (o ok. 0,8 pp.) przy zachowanej wysokiej (średnio na poziomie 56%) procentowej zawartości mięsa w tuszy. Rezultaty uzyskane w ramach cyklu opisywanych badań potwierdziły możliwość pozyskania przez krajowy przemysł mięsny wysokiej jakości surowca wieprzowego, produkowanego w oparciu o materiał rodzicielski importowany z Danii (z 50% udziałem rasy duroc po stronie ojcowskiej), oraz możliwość ich uboju przy wyższej niż w Danii a preferowanej przez krajowy rynek, masie (o MTC mieszczącej się w zakresie 80,1-90 kg). 28 Ad. B. Zmienności zasobów glikolitycznych mięśnia longissimus lumborum w 45. min post mortem w odniesieniu do właściwości fizykochemicznych mięsa wieprzowego i jej uwarunkowania. (II.A.2., II.A.15., II.A.16., II.A.19., II.A.20., II.D.1.37., II.D.4.1.15., II.D.4.1.18., II.D.4.1.32.) Stan zasobów glikolitycznych mięśni świń w momencie uboju lub do 45. min post mortem jest kluczowym czynnikiem determinującym właściwości fizykochemiczne mięsa wieprzowego. Obecnie znane są czynniki determinujące poziom glikogenu w mięśniach oraz mechanizmy kontrolujące przebieg i zakres poubojowej glikogenolizy, jednak pomimo wieloletnich badań prowadzonych przez badaczy francuskich, szwedzkich czy amerykańskich, z uwagi na złożoność tego procesu, jedynie w ograniczonym stopniu wyjaśniają one zmienność cech jakości mięsa wieprzowego. W Polsce, badania w zakresie opisywanej problematyki, od 1991 r. prowadzi zespół naukowy Katedry Hodowli Trzody Chlewnej i Oceny Mięsa UPH w Siedlcach pod kierunkiem prof. zw. dr hab. Marii KoćwinPodsiadłej (które od początku pracy naukowej staram się kontynuować) zaś ich rezultaty były prezentowano zarówno w postaci oryginalnych prac twórczych publikowanych głównie w angielskojęzycznych czasopismach naukowych (II.A.1., II.A.2., II.A.15., II.A.16., II.A.19., II.A.20., II.D.1.46.) oraz na Międzynarodowym Kongresie Nauk o Mięsie i Technologii ICoMST (II.D.4.1.4., II.D.4.1.22., II.D.4.1.24., II.D.4.1.31., II.D.4.1.32., II.D.4.1.34., II.D.4.1.36., II.D.4.1.37.). Szczególnie niekorzystny wpływ stanu zasobów glikolitycznych na właściwości fizykochemiczne wieprzowiny stwierdza się u zwierząt, u których potencjał glikolityczny mięśnia longissimus dorsi w 45. min po uboju przekracza 190 µmol/g. W badaniach II.D.4.1.15. i II.D.4.1.32. wykazano, że mięśnie o tak wysokich rezerwach glikolitycznych w porównaniu do mięsni o potencjale glikolitycznym <190 µmol/g, charakteryzowały się niższym o ok. 0,17 jednostki pH w 24. godz., bardzo niskim pH w 48. godz. (5,29), bardzo wysokim wyciekiem naturalnym w 48. godz. (>7%) oraz niską wydajnością mięsa w procesie peklowania i parzenia (TY= 84%). Generalnie mięśnie o wysokim potencjale glikolitycznym (>190-200 µmol/g) mają pH w 24. godz. post mortem poniżej 5,5 zaś mięso takie (o wysokim wycieku naturalnym, większej jasności barwy czy wydajności technologicznej poniżej 90%) nosi miano mięsa kwaśnego. Problem oddziaływania zasobów glikolitycznych mięśni (wyrażonych wartością potencjału glikolitycznego czy koncentracją glikogenu i kwasu mlekowego) na wartość pH 29 końcowego jest jednak złożony i do chwili obecnej nie został w pełni wyjaśniony. W badaniach II.A.19., II.A.20., II.D.1.37. obejmujących tuczniki czystej rasy duroc oraz mieszańce trójrasowe (landrace x yorkshire) x duroc (LYD) oraz (landrace x yorkshire) x hampshire (LYH) stwierdzono, że czas trwania glikogenolizy przedłuża się do 48 godz. post mortem. W tym też terminie ustala się ostateczna wartość pH mięśnia longissimus lumborum. Dane piśmiennictwa dotyczące dynamiki (i amplitudy) zmian pH mięśni po uboju w odniesieniu do stanu ich zasobów glikolitycznych post mortem w bardzo ograniczonym zakresie ujmują opisywany problem badawczy. Na możliwość ustalania się ostatecznego pH w mięśniu LD w późniejszym (niż w 24. godz. po uboju) terminie tj. w 48. godz. wskazywali badacze szwedzcy (Josell i wsp. 2003, Lindahl i wsp. 2004) jednak według autorów problem ten dotyczył jedynie mięsa świń mieszańców z rasą hampshire po stronie ojcowskiej. Szczególną uwagę zwracają rezultaty badań II.A.20, w których stwierdzono istotnie różne pH końcowe (pH48 5,43 vs 5,33) w mięśniach tuczników LYH o zbliżonej (ok. 50 µmol/g) koncentracji kwasu mlekowego w 45. min po uboju, różniących się zawartością glikogenu (43,63 µmol/g vs. 68,83 µmol/g) oraz zbliżone pH48 (5,33 vs 5,36) w mięśniach o zbliżonej zawartości glikogenu, istotnie różniących się koncentracją kwasu mlekowego (50,86 µmol/g vs 38,12 µmol/g). Znaczenie uzyskanych rezultatów wzmacnia ograniczony stan wiedzy oraz brak szczegółowych danych piśmiennictwa w zakresie opisywanego problemu. Na możliwość występowania zróżnicowanego pH końcowego (pH24) w mięśniach o zbliżonej koncentracji kwasu mlekowego w 45 min post mortem, wskazywali (bez prezentowania wyników) van Laack i Kauffman (1999) natomiast Scheffler i wsp. (2013) stwierdzili, że wysoki potencjał glikolityczny mięśni nie zawsze jest związany z niskim pH końcowym, zaś niskie pH końcowe (pH24) stwierdza się w mięśniach o normalnym potencjale glikolitycznym (<180190 µmol/g). Ponadto badania II.A.20 wykazały, że stan zasobów glikolitycznych mięśnia LL w 45. min po uboju (koncentracja glikogenu i kwasu mlekowego oraz ich potencjał glikolityczny) istotnie różnicuje zakres i tempo spadku pH od 35 min do 48 godz. po uboju. Najmniejszy zakres (≤0,88 jednostki) i tempo spadku pH stwierdzono w mięśniach o najniższym potencjale glikolitycznym (143,15 µmol/g) i najniższej zawartości glikogenu (średnio 43,63 µmol/g) w których koncentracja kwasu mlekowego przekraczała 50 µmol/g (55,88 µmol/g). Największy zakres (>1,26 jednostki) i tempo spadku pH odnotowano natomiast w mięsie o zawartości glikogenu przekraczającej 60 µmol/g (62,85 µmol/g) i stosunkowo niskiej (38,12 µmol/g) koncentracji kwasu mlekowego w 45 min post mortem (o potencjale glikolitycznym wynoszącym średnio 163,81 µmol/g. W mięśniach o zbliżonej zawartości glikogenu (68,83 µmol/g) lecz wysokiej (50,86 µmol/g) koncentracji kwasu 30 mlekowego i o najwyższym potencjale glikolitycznym (188,51 µmol/g) zakres spadku pH od 35 min do 48 godz. po uboju wynosił 0,89-1,25 jednostki. Rezultaty badań II.A.20 częściowo rewidują powszechny w piśmiennictwie pogląd dotyczący szybszego spadku pH w mięsie o wysokich zasobach glikolitycznych (wysokim potencjale glikolitycznym). Wśród czynników środowiskowych za istotny czynnik regulujący zakres i tempo przemian glikolitycznych zachodzących w mięśniach post mortem uznaje się system chłodzenia tusz po uboju. W rzeczywistości problem ten jest jednak mało poznany albowiem brak jest szczegółowych danych piśmiennictwa odnośnie zmian ilościowych glikogenu i kwasu mlekowego w trakcie poubojowej glikogenolizy w zależności od systemu wychładzania tusz wieprzowych jak również stopnia powiązania zasobów glikolitycznych mięśni z cechami jakości mięsa wieprzowego z uwzględnieniem tego czynnika. W badaniach II.A.19. i II.D.1.37. dotyczących powiązania potencjału glikolitycznego z cechami jakości mięsa tuczników rasy duroc i mieszańców LYD z uwzględnieniem systemu chłodzenia tusz (chłodzenie konwencjonalne w porównaniu z chłodzeniem szybkim z zastosowaniem trójfazowego tunelu chłodniczego) stwierdzono wysokie, ujemne zależności potencjału glikolitycznego z pH mięśnia LL od 48. godz. post mortem oraz z wyciekiem naturalnym. W grupie mieszańców LYD (II.D.1.37.) wyższe korelacje potencjału glikolitycznego z pH48 odnotowano w przypadku tusz chłodzonych z zastosowaniem trójfazowego tunelu chłodniczego, wykazano jednak że szybkie chłodzenie tusz wieprzowych nie spowalnia spadku ostatecznego pH mierzonego w 48. godz. post mortem wraz ze wzrostem zasobów glikolitycznych mięśnia LL. Wzrost potencjału glikolitycznego o 10 µmol/g obniżał pH końcowe (pH48) o 0,03 jednostki wobec 0,02 jednostki w przypadku tusz chłodzonych konwencjonalnie. Szybkie chłodzenie tusz wieprzowych w porównaniu do chłodzenia konwencjonalnego, pomimo nieznacznie niższych korelacji w 48. i 144. godz. (0,31* i 0,54** vs 0,37* i 0,60**), ograniczało jednak straty w wycieku naturalnym w trakcie przechowywania mięsa tuczników mieszańców LYD (od 48 do 144 godz.) o wyższych zasobach glikolitycznych mięśnia LL w 45. min po uboju. W przypadku tusz chłodzonych szybko wzrost potencjału glikolitycznego o 10 µmol/g zwiększał wyciek naturalny od 0,3 pp. (w 48. godz.) do 0,6 pp. (w 144. godz.) podczas gdy w tuszach chłodzonych konwencjonalnie od 0,4 pp. (w 48. godz.) do 0,9 pp. (w 144. godz.) (II.D.1.37.). Z kolei wśród tuczników rasy duroc (II.A.19.) pomimo silniejszego powiązania potencjału glikolitycznego z wyciekiem naturalnym w 48. godz. po uboju stwierdzonego dla tusz wychładzanych z zastosowaniem trójfazowego tunelu chłodniczego (odp. r=0,60** vs 0,49**), zastosowanie szybkiego chłodzenia w porównaniu do chłodzenia konwencjonalnego, nasilało wyciek naturalny 31 (WN48) wraz ze wzrostem potencjału glikolitycznego mięśnia LL w 45. min po uboju. W przypadku tusz szybko chłodzonych, wzrost potencjału glikolitycznego o 10 µmol/g zwiększał wyciek naturalny w 48. godz. o 0,6 pp. wobec 0,5 pp. w przypadku tusz chłodzonych konwencjonalnie. W późniejszych terminach tj. w 96. i 144. godz. nie stwierdzono natomiast wpływy system chłodzenia tusz wieprzowych na zróżnicowanie wycieku naturalnego (zbliżone wartości współczynników korelacji przy identycznych wartościach współczynników regresji) wraz ze wzrostem potencjału glikolitycznego mięśnia LL w 45. min po uboju (II.A.19.). Rezultaty badań II.A.19. i II.D.1.37. przedstawiono również w autorskim podrozdziale pt. "Chilling of carcasses" (rozdz. 8 - Slaughter-line operations and their effects on meat quality) zamieszczonym w angielskojęzycznym opracowaniu monograficznym pt. " Meat quality. Genetic and environmental factors" - najnowszej pozycji, opracowanej przez międzynarodowy zespół autorów, uznanych specjalistów z zakresu nauk o mięsie, przybliżającej obecny stan wiedzy na temat szerokiego spektrum czynników determinujących jakość mięsa, które ukazało się nakładem renomowanego wydawnictwa naukowego CRC Press (Taylor & Francis Group). O zróżnicowaniu zasobów glikolitycznych mięśni bezpośrednio przed ubojem lub do godziny post mortem obok czynników środowiskowych decydować mogą również czynniki genetyczne. Za wysoki poziom glikogenu w mięśniach oraz wysoki ich potencjał glikolityczny odpowiada gen RN-. Milan i wsp. (2000) stwierdzili, że fenotypowi RNodpowiada mutacja w kodonie 200 genu PRKAG3 (R200Q), która zwiększa aktywność kinazy aktywowanej przez AMP (AMPK) oraz wchłanianie glukozy do mięśni przyczyniając się do wzrostu koncentracji glikogenu w tkance mięśniowej. Badania II.D.4.1.18. przeprowadzone na stosunkowo licznym materiale obejmującym 384 tuczników (homozygot CC genu RYR1) nie potwierdziły jednak związku polimorfizmu genu PRKAG3 z fenotypem RN-. Wykazano, że mięśnie tuczników homozygot AA w porównaniu do GG charakteryzowały się istotnie (p≤0,05) niższą koncentracją kwasu mlekowego w 45 min po uboju (31,98 vs 39,28 µmol/g) natomiast nie stwierdzono pomiędzy nimi różnic w zawartości glikogenu. Wśród homozygot GG genu PRKAG3 (rn+rn+) (n=351), blisko 50% stanowiły osobniki o wysokim potencjale glikolitycznym o fenotypie RN-/? (II.D.4.1.18., II.D.4.1.32.). Do genów potencjalnie odpowiedzialnych za zróżnicowany poziom potencjału glikolitycznego mięśni szkieletowych u świń zalicza się również gen PKM2 (gen kinazy pirogronianowej) (Fontanesi i wsp. 2003). W badaniach II.A.15. przeprowadzonych na materiale 243 tuczników (landrace - 95 szt., landrace x yorkshire - 66 szt., (landrace x 32 yorkshire) x duroc - 82 szt.) istotny związek polimorfizmu genu PKM2 z potencjałem glikolitycznym (144,91 µmol/g, 148,48 µmol/g i 129,34 µmol/g odpowiednio dla genotypów TT, CT i CC) oraz zawartością glikogenu w 45. min po uboju (50,29 µmol/g, 53,79 µmol/g i 43,31 µmol/g odpowiednio dla genotypów TT, CT i CC), stwierdzono jedynie w grupie tuczników landrace. Mięso tuczników landrace, homozygot TT w porównaniu do CC charakteryzowało się ponadto niższym o 0,7-0,8 jednostki pH w 96. i 144. godz., jaśniejszą barwą w 24. godz. oraz najwyższym wyciekiem naturalnym w 96. godz. post mortem (11,91% vs 9,77%). Nie stwierdzono jednak różnic w poziomie ekspresji genu PKM2 w mięśniach tuczników landrace zróżnicowanych wartością potencjału glikolitycznego (II.A.16.). Badania II.A.2. wykazały, że za zróżnicowaną zawartość glikogenu w mięśniu LL w 45. min po uboju oraz potencjał glikolityczny mięśni może być również odpowiedzialny polimorfizm geny kalpastatyny (CAST). Istotnie niższą koncentracją glikogenu (32,87 µmol/g vs 51,49 µmol/g) oraz niższym potencjałem glikolitycznym (117,20 µmol/g vs 162,47 µmol/g) charakteryzowało się mięso homozygot BB (w porównaniu do AA) genu CAST identyfikowanego endonukleazą RsaI. Nie stwierdzono natomiast związku polimorfizmu genu CAST identyfikowanego endonukleazą RsaI z żadną z analizowanych cech jakości mięsa wieprzowego (pH45, WN24, L*24, TY). Odnotowano również niższą o około 20 µmol/g (28,87 µmol/g vs 48,49 µmol/g) koncentrację glikogenu w 45. min po uboju i nieznacznie niższą (o ok. 8 pp., p≤0,05) wydajność polędwic w procesie wędzenia w tkance mięśniowej homozygot AA genu CAST identyfikowanych endonukleazą MspI w porównaniu do homozygot BB omawianego genu. Stwierdzono ponadto współdziałanie fenotypu RN- z genotypem CAST/MspI. Wśród zwierząt o niskich zasobach glikolitycznych (o fenotypie rn+rn+) niższym o 0,07 jednostki pH w 48. godz. (5,39 vs 5,46) oraz wyższym o 2,23 pp. wyciekiem naturalnym w 144. godz. po uboju charakteryzowało się mięso homozygot BB genu CAST/MspI w porównaniu do AA. Ad. C. Wartość diagnostyczna zasobów glikolitycznych oraz glikolityczno- energetycznych mięśnia longissimus lumborum w 45. min po uboju w ocenie jakości mięsa wieprzowego (II.A.19., II.D.1.37., II.D.1.46., II.D.4.1.31., II.D.4.1.36., II.D.4.1.37.) 33 Jakość mięsa jest istotnym kryterium decyzji zakupowych konsumentów, dlatego też zakłady mięsne, wychodząc na przeciw wymaganiom konsumentów, stają przed potrzebą przewidywania i kontrolowania cech jakości mięsa najpóźniej do 24. godz. po uboju. Wśród obecnie stosowanych metod diagnozowania jakości mięsa wieprzowego, możliwych do wykorzystania bezpośrednio na linii ubojowej najczęściej wykorzystuje się pomiar pH i przewodność elektryczną (w 45. min. i 24. godz. po uboju) bądź połączenia obu technik pomiarowych. Minusem obu wymienionych wyżej technik jest jednak ich inwazyjny charakter, co może przyczyniać się do powstawania uszkodzeń tkanki mięśniowej. Stwarza to konieczność poszukiwania przez przemysł mięsny szybkich, tanich a przede wszystkim nieinwazyjnych i precyzyjnych metod służących do oceny wskaźników determinujących jakość mięsa wieprzowego a jednocześnie możliwych do zastosowania bezpośrednio na linii, bez zaburzania rytmu produkcyjnego. Szczególne nadzieje budzą prace prowadzone w różnych ośrodkach na świecie (ok. 80 publikacji rocznie) dotyczące wykorzystania nieinwazyjnych technik pomiarowych - spektrofotometrii bliskiej podczerwieni (NIR) oraz Ramana - do ilościowych pomiarów cech jakości mięsa, w tym zawartości glikogenu i kwasu mlekowego. O wysokiej wartości predykcyjnej potencjału glikolitycznego świadczą wartości współczynników korelacji tej cechy z cechami jakości mięsa wieprzowego. Na przestrzeni ostatnich 15 lat, związek potencjału glikolitycznego z cechami jakości mięsa wieprzowego był niejednokrotnie przedmiotem różnych badań (około 10 prac z ośrodków zagranicznych). Obserwowane zmiany właściwości fizyko-chemicznych mięsa wieprzowego post mortem oraz wzrost (na skutek intensywnej selekcji) zasobów glikolitycznych mięśni świń powodują, że problem ten pozostaje wciąż aktualny. Spośród badanych cech jakości mięsa tuczników rasy duroc i mieszańców LYD (II.A.19., II.D.1.37.) potencjał glikolityczny mięśnia LL w 45. min po uboju był najsilniej skorelowany z pH od 24 do 144 godz. i wyciekiem naturalnym (WN48, WN96, WN144), przy czym wśród badanych grup rasowych, wyższe wartości korelacji pomiędzy potencjałem glikolitycznym i wyciekiem naturalnym odnotowano w grupie tuczników duroc (r= 0,54**0,68** vs. r= 0,35*-0,56**). Niższe wartości współczynników korelacji prostej odnotowano pomiędzy potencjałem glikolitycznym i EC3 (r= -0,34**) oraz jasnością barwy mięsa w 24., 96. i 144. godz. (odp. r= 0,25*, 0,27* i 0,33**), jednak potwierdzony statystycznie związek pomiędzy opisywanymi cechami udowodniono jedynie w grupie tuczników duroc (II.A.19.). Uzyskane w badaniach wartości współczynników regresji wskazują że wzrost potencjału glikolitycznego o 10 µmol/g, obniża pH mięśnia LL od 48 do 144 godz. o 0,03 jednostki oraz 34 zwiększa wyciek naturalny w 48. godz. post mortem o 0,3 pp. w przypadku mieszańców LYD (II.D.1.37.), zaś o 0,5 pp. w przypadku mięsa tuczników duroc (II.A.19.). Znaczenie uzyskanych wyników podkreśla dodatkowo marginalna liczba prac (Nanni Costa i wsp. 2000, Lonergan i wsp. 2001, Terlouw i Rybarczyk 2008), dotyczących związku zasobów glikolitycznych mięśnia longissimus dorsi w 45 min. po uboju (potencjalu glikolitycznego lub zawartości glikogenu i kwasu mlekowego) z cechami jakości mięsa tuczników rasy duroc lub preferowanych w produkcji towarowej mieszańców z 50% udziałem tej rasy. Dodatkowym argumentem przemawiającym za podjęciem badań z zakresu omawianego nurtu badawczego był również ograniczony stan wiedzy na temat stopnia determinacji cech jakości mięsa wieprzowego przez zasoby glikolityczne mięśni. Szerokie rozpoznanie tego problemu nie tylko pozwala określić znaczenie predykcyjne zasobów glikolitycznych mięśnia LL w 45. min. po uboju dla cech jakości mięsa wieprzowego, ale także jest ważnym krokiem w badaniach dotyczących zakresów zmienności glikogenu i kwasu mlekowego decydujących o właściwościach fizyko-chemicznych mięsa wieprzowego. Do zbadania tego problemu, w celu określenia stopnia oddziaływania zasobów glikolitycznych i glikolityczno-energetycznych na wybrane cechy jakości mięsa wieprzowego, posłużono się analizą kanoniczną. Analiza kanoniczna umożliwia określenie powiązania dwóch zbiorów zmiennych: objaśnianych i objaśniających. O sile powiązania dwóch zbiorów cech informuje wartość współczynnika korelacji kanonicznej (CR) zaś złożony współczynnik determinacji (RC2), wyraża stopień determinacji jednego zbioru zmiennych przez drugi. Wstępne wyniki badań przedstawiono na Międzynarodowym Kongresie Nauk o Mięsie i Technologii w Kopenhadze oraz w Gent (II.D.4.1.31., II.D.4.1.36., II.D.4.1.37.). Spośród badanych 5 zbiorów zmiennych niezależnych (x1 - R1, glikogen; x2 - R1, kwas mlekowy; x3 - pH1R1; x4 - R1, glikogen, kwas mlekowy; x5 - pH1, R1, glikogen) z różnymi zbiorami cech jakości mięsa, najwyższą wartością diagnostyczną (najwyższe współczynniki korelacji kanonicznej oraz najwyższe współczynniki determinacji) odznaczał się zbiór zmiennych (x4) obejmujący koncentrację glikogenu i kwasu mlekowego w 45. min. po uboju oraz wskaźnik R1 (IMP/ATP). Wykazano, że w przypadku mieszańców LYD, zawartość glikogenu i kwasu mlekowego w połączeniu ze wskaźnikiem R1 wyjaśniała 48% zmienności pH1, pH24 oraz pH1, pH24 i EC2 i 56% zmienności pH1, pH24, EC24, L* zaś w grupie mieszańców LYH odpowiednio 64% i 81% zmienności opisywanych zbiorów cech obecnie wykorzystywanych kryteriów diagnozowania odchyleń jakościowych wieprzowiny. Ponadto, zawartość glikogenu i kwasu mlekowego w połączeniu ze wskaźnikiem R1 wyjaśniała 62% i 81% zmienności pH1, pH24, EC24, L*, WN48, WN96, WN144 odpowiednio u 35 mieszańców LYD i LYH (II.D.4.1.36., II.D.4.1.37.). Z kolei główne komponenty potencjału glikolitycznego tj. glikogen i kwas mlekowy wyjaśniały odpowiednio 38% zmienność wycieku naturalnego (w 48., 96. i 144. godz.), 64% zmienność pH (w 35. min, 24., 48., 96. i 144. godz.) oraz 76% zróżnicowania właściwości sensorycznych (kruchości, soczystości, zapachu i barwy ocenianych w skali punktowej) mięsa tuczników LYD (II.D.4.1.31.). Badania II.D.1.46. wykazały również wysoką wartość diagnostyczną glikogenu i wskaźnika R1 dla cech jakości mięsa tuczników duroc. Stwierdzono, że glikogen w połączeniu ze wskaźnikiem R1 w 66% wyjaśniał zmienność pH (w 35. min, 24., 48., 96. i 144. godz.) oraz w 46% wyciek naturalny (WN48, WN96, WN144), natomiast koncentracja kwasu mlekowego w 45. min po uboju w połączeniu ze wskaźnikiem R1 wyjaśniała zmienność opisywanych zbiorów cech odpowiednio w 58% i 34% (II.D.1.46.). Reasumując wyniki badań z zakresu opisywanego nurtu badawczego stwierdza się że, zawartość glikogenu i kwasu mlekowego w mięśniu LL w 45. min. po uboju (również w połączeniu ze wskaźnikiem R1) w wysokim stopniu wyjaśnia zmienność cech jakości mięsa wieprzowego co dowodzi o wysokiej wartości diagnostycznej tych parametrów oraz o ich przydatności w diagnozowaniu odchyleń jakościowych wieprzowiny. Cytowana literatura 1. Fontanesi L., Davoli R., Nani Costa L., Scotti E., Russo V. (2003). Study of candidate genes for glycolytic potential of porcine skeletal muscle: identification and analysis of mutations, linkage and physical mapping and association with meat quality traits in pigs. Cytogenetic and Genome Research, 102, 145-151. 2. Josell A., von Seth G., Tornberg E. (2003). Sensory and meat quality traits of pork in relation to post-slaughter treatment and RN genotype. Meat Science, 66(1), 113-124. 3. Lindahl G., Enfalt A.C., von Seth G., Josell A. , Hedebro-Velander I., Andersen H.J., Braunschweig M., Andersson L., Lundström K. (2004). A second mutant allele (V199I) at the PRKAG3 (RN) locus. I. Effect on technological meat quality of pork loin. Meat Science, 66, 609–619. 4. Lonergan S.M., Huff-Lonergan E., Rowe L.J., Kuhlers D.L., Jungst S.B. (2001). Selection for lean growth efficiency in Duroc pigs influences pork quality. Journal of Animal Science, 79, 2075–2085. 5. Milan D., Jeon J.T., Looft C., Amarger V., Robic A., Thelander M., Roger-Gillard C., Paul S., Iannuccelli N., Rask L., Ronne H., Lundström K., Reinsch N., Gellin J., Kalm E., Le Roy P., Chardon P., Andersson L. (2000). A mutation in PRKAG3 associated with excess glycogen content in pig skeletal muscle. Science, 288, 12481251. 6. Nanni Costa L., Lo Fiego D.P., Pantano A., Russo V. (2000). Relationship between glycolytic potential and technological quality of meat and dry-cured Parma ham in the Italian heavy pig. In " Tradition and innovation in Mediterranean pig production" Almeida J.A. i Tirapicos Nunes J. (ed.), CIHEAM, Options Mediterraneennes, Serie A, Seminaires Mediterraneenes (41), 227 -231. 7. Scheffler T.L., Scheffler J.M., Kasten S.C., Sosnicki A.A., Gerrard D.E. (2013). High glycolytic potential does not predict low ultimate pH in pork. Meat Science, 95, 85-91. 8. Terlouw E.M.C., Rybarczyk P. (2008). Explaining and predicting differences in meat quality through stress reactions at slaughter: The case of Large White and Duroc pigs. Meat Science, 79, 795–805. 9. van Laack R.L.J.M., Kauffman R.G. (1999). Glycolytic Potential of red, soft, exudative pork longissimus muscle. Journal of Animal Science, 77, 2971-2973. 36 6. Zestawienie dorobku publikacyjnego. Mój dotychczasowy dorobek publikacyjny obejmuje 132 pozycje w tym: • 67 oryginalnych prac twórczych, z czego 20 opublikowano w czasopismach posiadających współczynnik wpływu IF (lista A), zaś 47 opublikowano w czasopismach nie posiadających współczynnika wpływu IF (lista B). 38 oryginalnych prac twórczych jest opublikowane w języku angielskim. • autor i współautor trzech rozdziałów w dwu krajowych opracowaniach monograficznych; autor podrozdziału w jednym zagranicznym opracowaniu monograficznym • 4 prace popularnonaukowe • 65 komunikatów naukowych i prac naukowych opublikowanych w materiałach konferencyjnych, z czego 38 to komunikaty i prace naukowe opublikowane w języku angielskim w materiałach z konferencji międzynarodowych, w tym 12 prezentowanych na Międzynarodowym Kongresie Nauki o Mięsie i Technologii – (ICoMST: 2000 – Buenos Aires, Argentyna, 2004 – Helsinki, Finlandia; 2006 – Dublin, Irlandia; 2007 – Pekin, Chiny; 2009 – Kopenhaga, Dania; 2011 – Ghent, Belgia) oraz 1 na Zjeździe Europejskiej Federacji Zootechnicznej (EAAP, Zurich, Switzerland 2000). • oraz 4 wdrożenia zastosowane w zakładach mięsnych należących do Spółki SOKOŁÓW S.A. i wykonawca w 2 projektach badawczych finansowanych ze źródeł zewnętrznych Wartość naukowa dorobku publikacyjnego: • Suma punktów za publikacje wg wykazu czasopism naukowych MNiSzW zgodnie z rokiem opublikowania pracy – 559 pkt. Po uzyskani stopnia doktora – 421 pkt. • Sumaryczny Impact Factor (IF) wg bazy Journal Citation Reports (JRC) zgodny z rokiem opublikowania pracy – 15,044 • Liczba cytowań wg bazy Web of Science (WoSTM Core Collection) – 72 (bez autocytowań 65) • Indeks Hirscha wg bazy Web of Science (WoSTM Core Collection) – 5 37