Fluoreszenzspektroskopie hilft bei der Beurteilung der Fleischqualität
Wissenschaftler der Universität Sechenov schlugen gemeinsam mit ihren Kollegen aus Australien einen neuen, schnelleren und billigeren Weg zur Beurteilung der Fleischqualität vor. Es basiert auf der Belichtung einer kleinen Probe mit UV-Licht und der Messung des Emissionsspektrums. Die Methode erwies sich als präzise bei der Einstufung von Fleisch in Standardqualitätskategorien. Die Beschreibung der Methode und die Ergebnisse der Arbeit wurden im Journal of Biophotonics veröffentlicht.
Um die Qualität von Rindfleisch zu beurteilen, achten die Spezialisten üblicherweise auf die Farbe, das Muster der Fasern (Marmorierung), das Schlachtkörpergewicht usw. Aber eine solche Messung ist zeitaufwendig und beruht in hohem Maße auf der subjektiven Meinung der Experten. Die Fluoreszenz-Spektroskopie kann eine Alternative werden: sie erlaubt es, die Konzentration verschiedener Verbindungen, die Licht eines bestimmten Frequenzbereichs aussenden können, zu detektieren und zu messen. Zu diesen Substanzen gehören viele organische Moleküle, die im Fleisch vorkommen. In früheren Studien wurde das Fluoreszenzspektrum einiger Fleischbestandteile (verschiedene Zelltypen von Muskel-, Fett- und Bindegewebe) beschrieben; mehrere wissenschaftliche Gruppen versuchten, diese Daten zur Beurteilung bestimmter Eigenschaften des Produkts, z. B. des Anteils an Bindegewebe oder Fettsäuren, zu nutzen. Die Autoren der Arbeit im Journal of Biophotonics verknüpften das Spektrum der Fluoreszenz von Fleisch mit seiner durch 3 Kategorien definierten Qualität: MSA3, MSA4 oder MSA5. Die Ergebnisse wurden zusätzlich durch eine histologische (Zell- und Gewebe-) Analyse der Proben und die Messung der Wasser- und Fettkonzentrationen in den Proben validiert.
In ihrer Arbeit verwendeten die Wissenschaftler fünf Fleischstücke für jede der drei Klassen: MSA5 kennzeichnet Scheiben von höchster Qualität und MSA3 - von der niedrigsten unter den qualifizierten Fleischsorten. Sechs Proben von jeweils ca. 8 mm Durchmesser wurden von verschiedenen Stellen der Fleischsteaks geschnitten, wobei der relative Gehalt an Fett- und Muskelgewebe variierte. Die Forscher setzten die Proben dem Licht mit der Wellenlänge von 250-350 nm (nahes und mittleres Ultraviolett) aus und maßen das Spektrum der Fluoreszenz in einem Bereich von 285-635 nm (vom mittleren Ultraviolett bis zur Grenze zwischen sichtbarem Licht und Infrarot). Die Intensität der Emission wurde auf der Matrix 'Anregungsfrequenz - Emissionsfrequenz' eingestellt.
Die Ergebnisse zeigten, dass die Fluoreszenzspektren der Proben mit unterschiedlichen Verhältnissen von Muskel- und Fettgewebe erkennbar sind. Auf den Matrizen der Proben mit Fettgewebe kann man Spots unterscheiden, die dem Fluoreszenzspektrum der fettlöslichen Vitamine (A, D, K1, K2, K3), des Vitamins B und seiner Bestandteile entsprechen, während das Spektrum der Proben mit Muskelgewebe mit dem Spektrum der darin enthaltenen Aminosäure Tryptophan übereinstimmt. Die Autoren wählten Merkmale aus, die es ihnen ermöglichten, die Kategorie eines beliebigen Fleischstücks zu definieren. Beispielsweise hat das Fleisch höchster Qualität (MSA5) die intensivste Fluoreszenz und kann von den Proben geringerer Qualität durch den Helligkeitsunterschied verschiedener Bereiche unterschieden werden. Die erhaltenen Daten stimmen auch mit der Annahme überein, dass das Vorhandensein von Binde- und Fettgewebe das Fleisch zarter macht und das Fett für seine Marmorierung verantwortlich ist.
Diese Arbeit zeigt die neuen Möglichkeiten zur objektiven Bewertung der Fleischqualität durch LED-Beleuchtung und Registrierung der optischen Reaktion des Gewebes. Interessant ist, dass diese Technologie, die ursprünglich für die Fleischindustrie entwickelt wurde, weiter in die Medizin und die biomedizinische Forschung übertragen werden kann. Das Prinzip, auf dem diese Studie basiert, d.h. der Nachweis der spezifischen Autofluoreszenz verschiedener Gewebekomponenten, ermöglicht die Beurteilung der Struktur und des Funktionszustandes von Geweben, ohne dass Gewebefragmente für die biochemische oder histologische Analyse entnommen werden müssen. Daher kann unsere Studie als ein möglicher Schritt in Richtung einer nicht-invasiven und schmerzfreien Diagnostik auch in der Medizin betrachtet werden", sagte Dr. Anna Guller, Koautorin der Arbeit, Senior Research Fellow der Sechenov Universität.
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