Proefverslag 364 KWALITEITSBEOORDELING VAN VISMEEL (proef LAB-30; PV-364; Y1993)
auteurs: ir. G.J. Borggreve dr. A. Veldman ir. C.H.M. Smits
juni 1993
Inleiding Vismeel kan aanzienlijk variëren in kwaliteit. Dit wordt in de eerste plaats veroorzaakt door verschillen in het uitgangsmateriaal. Zo heeft haringmeel een hoger eiwit- en lager asgehalte dan Zuid Amerikaans vismeel, dat vooral van ansjovis wordt gemaakt. Verder zal vismeel, gemaakt van visafval minder eiwit en meer as bevatten dan vismeel van hele vis. Overigens wordt het meeste vismeel gefabriceerd uit hele vis, die speciaal voor de vismeelproductie wordt gevangen. Daarnaast wordt de kwaliteit van het vismeel beïnvloed door het productieproces, dat in figuur 1 schematisch is weergegeven. De (gemalen) vis wordt eerst gekookt, waarna ze door persen wordt gescheiden in een vloeibare en een vaste fase. De vaste fase (perskoek) bestaat vooral uit het "vlees" van de vis en de graten. De vloeistof bestaat uit olie en water, met daarin opgelost allerlei zouten en eiwitachtige verbindingen. Door centrifugeren wordt de olie uit de vloeistof gewonnen. Het restant, veelal aangeduid als "stickwater" of "fish-solubles", kan na indikken tezamen met de perskoek worden gedroogd. Het is echter ook mogelijk de ingedikte solubles als zodanig te verkopen of als afvalproduct te lozen. Het stickwater bevat op droge stof-basis ongeveer evenveel eiwit als de perskoek. Maar terwijl het eiwit van de perskoek vrijwel geheel uit aminozuren bestaat, bevat het stickwater op eiwitbasis niet meer dan ca. 60 % aminozuren. Daarnaast komen in het stickwater allerlei andere N-houdende verbindingen voor, waaronder NH3, trimethylamine en biogene aminen. Wanneer de solubles aan de perskoek worden toegevoegd spreekt men van vol vismeel. In dat geval is ongeveer 1/5 van de droge stof in het vismeel afkomstig van de solubles. Figuur 1 Proces voor de productie van vismeel
Vismelen waaraan geen stickwater is toegevoegd, worden vaak als "special" product op de markt gebracht. Dergelijke vismelen hebben niet alleen een hogere eiwitbestendigheid, maar zijn op eiwitbasis ook rijker aan essentiële aminozuren en bevatten vaak minder biogene aminen dan vol vismeel. Opgemerkt moet worden, dat de onbekende groeibevorderende factor die vroeger aan vismeel werd toegeschreven, in het stickwater geconcentreerd is. Een goede indicatie omtrent de hoeveelheid stickwater die aan vismeel is toegevoegd, kan worden verkregen door de eiwitoplosbaarheid vast te stellen. Ook door het vaststellen van de hoeveelheid vluchtige N-verbindingen kan een indicatie over de hoeveelheid stickwater in een bepaalde partij vismeel worden verkregen. Enkele biogene aminen, zoals spermine en spermidine, zijn een natuurlijk bestanddeel van vis. De meeste andere biogene aminen, zoals histamine, cadaverine en putrescine, worden door micro-organismen uit aminozuren gevormd (respectievelijk uit histidine, lysine en arginine). Deze biogene aminen worden vooral gevormd wanneer de vis vóór de werking onder ongunstige omstandigheden (bijv. bij hoge temperaturen, waardoor rotting ontstaat) is bewaard. Voor humane consumptie wordt de verhouding tussen het gehalte aan biogene aminen en het gehalte aan spermidine + spermine als een maat gehanteerd voor de versheid van de vis. In de veevoeding worden biogene aminen beschouwd als een ANF-factor, met name in de voeders voor jonge biggen. Wanneer de vis vóór bewerking onder minder gunstige omstandigheden wordt bewaard, zullen er niet alleen biogene aminen maar ook allerlei andere eiwitafbraakproducten, zoals peptiden, vrije aminozuren, trimethylaminine etc., worden gevormd. Deze afbraakproducten zijn voor een belangrijke deel in water oplosbaar en zullen dus terecht komen in het stickwater. Wanneer het stickwater aan het vismeel is toegevoegd, zal de eiwitoplosbaarheid dus groter zijn naarmate de verwerkte vis minder vers is geweest. Tegelijk met de eiwitafbraak vindt in de niet verse vis een zekere mate van vetsplitsing plaats, waardoor er vrije vetzuren worden gevormd. Volgens sommige onderzoekers kan door het vaststellen van de titratiewaarde van vismeel een indruk worden verkregen omtrent de hoeveelheid vrije vetzuren, en daarmee omtrent de versheid van de verwerkte vis.
Tenslotte kan de kwaliteit van vismeel ook ongunstig worden beïnvloed door een te intensieve warmtebehandeling tijdens de bewerking. Dit zal dan leiden tot een beschadiging van het eiwit (Maillard-reactie), waardoor met name het gehalte aan verteerbaar lysine kan afnemen. Een dergelijke eiwitbeschadiging kan worden vastgesteld door de in-vitro eiwitverteerbaarheid met pepsine-HCl te meten. Gezien de aanzienlijke kwaliteitsverschillen die er tussen vismeel kunnen bestaan, werd besloten van een aantal monsters vismeel diverse kwaliteitskenmerken vast te stellen en werd vervolgens nagegaan of met één of enkele van deze kenmerken een goede indruk omtrent de kwaliteit van een vismeel kan worden verkregen.
Uitvoering van het onderzoek Het onderzoek is uitgevoerd met 40 monsters Zuid Amerikaans vismeel; hiervan waren er 36 afkomstig uit het Salmonella-project (PV-341). Vier monsters, afkomstig van het ILOB, waren gebruikt in een onderzoek naar het effect van biogene aminen bij biggen (ILOB-rapport nr. I 90-3725). In alle monsters werden de volgende analyses uitgevoerd: ruw eiwit, oplosbaar eiwit, in vitro verteerbaar eiwit en de titratiewaarde. De eiwitoplosbaarheid werd vastgesteld door 3 g vismeel te incuberen in 250 ml buffervloeistof volgens Wise-Burroughs (pH 6,5) gedurende 1 uur bij 40 ° C. De in vitro verteerbaarheid van het eiwit werd vastgesteld met pepsine-HCl. Er werd gewerkt met een pepsine-concentratie van 0,001%, hetgeen aanzienlijk minder is dan de gebruikelijke dosering van 0,2 %. Door te werken met een lagere pepsine-concentratie zijn kwaliteitsverschillen gemakkelijker aantoonbaar. Het is nog niet bekend in hoeverre een dergelijke in vitro verteerbaarheid correleert met de verteerbaarheid door het dier. De titratiewaarde is gedefinieerd als het aantal ml 0,1 N natronloog dat nodig is om 10 g vismeel opgelost in 100g water te neutraliseren (tot pH 8,0). In de helft van de monsters werd het gehalte aan biogene aminen, het vetgehalte en het gehalte aan vrije vetzuren gemeten. Deze monsters waren geselecteerd op basis van de gevonden verschillen in eiwitoplosbaarheid. De biogene aminen werden met de HPLC-methodiek bepaald. Tenslotte werd van vijf monsters, die sterk verschilden in eiwitoplosbaarheid, het aminozuurpatroon vastgesteld; dit deel van het onderzoek werd uitbesteed aan het laboratorium van Pre-Mervo te Utrecht.
Resultaten In tabel 1 zijn alle analyseresultaten, met uitzondering van de aminozuurgehalten en de gehalten van de afzonderlijke biogene aminen, weergegeven. De verhouding tussen de gehalten van de afzonderlijke biogene aminen was voor de verschillende monsters redelijk constant. De drie monsters met minder dan 500 mg biogene aminen/kg hadden een wat afwijkend patroon [relatief meer spermine, spermidine en (agmatine) dan de overige monsters]. Dit is ook logisch, gezien het feit dat spermine en spermidine van nature in vis voorkomen, terwijl de overige biogene aminen tijdens bewaren van de vis worden gevormd. In tabel 2 zijn de relatieve gehalten van de verschillende biogene aminen vermeld voor de monsters met resp. meer of minder dan 500 mg biogene aminen/kg. Histamine en cadaverine waren de meest voorkomende biogene aminen in de onderzochte monsters vismeel. Tabel 1 nr.
Resultaten van het vismeelonderzoek RE
opl.RE
in vitro
biogene
titratie-
verteer-
aminen
waarde
baarheid
Rvet(B)
vrije vetzuren
ml 0,1 N
(g/kg)
(% v.RE)
van eiwit
(mg/kg)
loog/10 g
(g/kg)
(g/kg)
1
661
23,4
89,1
2354
78,8
107
56
2
657
23,0
87,5
-
74,0
-
-
3
628
18,8
85,7
-
68,3
-
-
4
670
20,7
85,4
-
70,8
-
-
5
644
19,4
85,7
-
67,0
-
-
6
662
21,3
87,2
-
68,0
-
-
7
660
20,0
86,2
-
63,8
-
-
8
669
23,2
86,8
2317
70,8
94
53
9
651
17,4
87,1
-
54,7
-
-
10
655
15,4
83,2
-
54,4
-
-
11
650
8,6
77,8
851
44,2
100
54
12
670
22,7
86,7
-
62,6
-
-
13
652
22,5
87,1
-
65,3
-
-
14
634
8,2
74,9
845
42,3
98
57
15
660
23,9
85,9
-
71,8
-
-
16
655
24,7
85,0
-
79,3
-
-
17
629
9,7
90,6
-
62,1
-
-
18
661
21,8
73,8
1762
84,8
81
41
19
667
23,2
84,2
2030
98,1
89
47
20
666
22,4
86,8
1562
90,6
96
60
21
649
21,0
89,1
-
62,0
-
-
22
638
8,6
75,7
680
70,6
101
64
23
657
21,2
90,6
974
95,0
102
56
24
657
22,4
85,2
-
55,5
-
-
25
632
7,8
75,2
662
41,6
101
60
26
613
14,7
81,4
-
78,2
-
-
27
678
21,2
87,0
1520
90,0
86
45
28
671
20,4
88,4
-
87,1
-
-
29
687
14,0
76,9
-
76,9
-
-
30
625
9,8
75,2
946
39,6
102
83
31
648
22,2
85,8
-
45,6
-
-
32
651
10,3
75,1
397
68,4
93
53
33
673
14,9
82,6
380
46,1
86
41
34
677
24,8
78,9
1974
66,6
82
40
35
696
11,4
71,1
155
44,6
82
36
36
684
21,2
77,5
2103
55,9
86
42
37
612
16,0
70,8
-
53,4
-
-
38
661
19,7
73,5
1255
58,6
100
56
39
615
14,8
68,1
1555
53,3
-
-
40 645 - = niet geanalyseerd
7,1
62,8
-
45,3
95
55
Tabel 2
Relatieve gehalten (in % van het totale gehalte aan biogene aminen) voor de monsters met meer en minder dan 500 mg biogene aminen/kg > 500 mg/kg
aantal monsters totale gehalten (mg/kg)
< 500 mg/kg
16
2
1
662 – 2354
380, 397
155
histamine
39,6 ± 5,4 %
(31,8-48,4)
26,9 ± 1,3
14,6
cadaverine
26,0 ± 2,0 %
(21,6-29,3)
28,6 ± 0,9
18,1
putrescine
12,2 ± 3,5 %
( 7,4-17,6)
7,4 ± 0,4
12,2
tyramine
10,0 ± 1,5 %
( 6,5-12,7)
9,4 ± 0,1
3,2
agmatine
6,6 ± 2,3 %
( 3,0-13,8)
17,8 ± 0,1
11,6
fenylethylamine
1,3 ± 0,35 %
( 0,7- 1,7)
1,6 ± 0,1
1,2
tryptamine
0,45± 0,24 %
( 0,2- 1,0)
0,3 ± 0,1
0,5
spermidine
2,0 ± 0,25 %
( 1,5- 2,5)
4,2 ± 0,3
22,4
spermine
1,5 ± 0,23 %
( 1,0- 1,9)
3,6 ± 0,4
16,7
Tabel 3
Gehalten aan biogene aminen in de monsters die zowel door TNO-Voeding als door De Schothorst zijn onderzocht (mg/kg) totaal TNO
histamine Schothorst
TNO
Schothorst
33
520
389
140
100
34
3005
1974
1650
738
35
205
155
30
23
36
3000
2103
1750
815
De monsters 33 t/m 36 waren afkomstig van het ILOB. In deze monsters is ook door TNO-Voeding het gehalte aan biogene aminen vastgesteld. TNO vond hogere gehalten aan biogene aminen; dit betrof vooral het gehalte aan histamine (zie tabel 3). Het is niet bekend, waaraan dit verschil moet worden toegeschreven. De onderzochte monsters vismeel bleken aanzienlijk te variëren wat betreft de oplosbaarheid van het eiwit (vanaf ongeveer 7 tot 25 %). Verondersteld mag worden dat aan vismelen met een eiwitoplosbaarheid van 7 tot 10 % vrijwel geen stickwater is toegevoegd. Ook de in vitro verteerbaarheid van de onderzochte monsters vismeel varieerde aanzienlijk. Er bleek een zekere relatie te bestaan tussen de in vitro verteerbaarheid en de oplosbaarheid van het eiwit. Na verwijderen van één uitbijter was deze relatie als volgt: in vitro verteerbaarheid(%) = 65,8 % + 0,87 * % eiwitoplosbaarheid (r = 0,70). In figuur 2 zijn van de onderzochte monster de in vitro verteerbaarheid en de oplosbaarheid van het eiwit grafisch weergegeven. Figuur 2 In vitroverteerbaarheid van het eiwit
Het is logisch dat monsters met een hogere eiwitoplosbaarheid een hogere in vitro eiwitverteerbaarheid hebben. Er mag namelijk worden verondersteld dat het stickwater-eiwit praktisch voor 100 % verteerbaar is. Overigens moet wel worden opgemerkt, dat het doortrekken van de lijn een bijzondere situatie oplevert. Bij een eiwitoplosbaarheid van meer dan 40 % wordt de eiwitverteerbaarheid hoger dan 100 %, hetgeen onmogelijk is. Opgemerkt moet worden dat bij deze in vitro meting een zeer lage pepsine-concentratie is gebruikt, waardoor kwaliteitsverschillen tussen vismelen gemakkelijker aantoonbaar worden. De aldus gemeten eiwitverteerbaarheid zegt niets omtrent de verteerbaarheid door het dier. De relatie tussen deze in vitro verteerbaarheid en de verteerbaarheid door het dier moet nog in dierproeven worden vastgesteld. Uit de grafiek is verder af te leiden dat een beperkt aantal monsters bij een bepaalde eiwitoplosbaarheid een lagere eiwitverteerbaarheid hadden dan de meeste andere monsters. Waarschijnlijk waren dit monsters die tijdens de productie te intensief verhit zijn geweest. Overigens blijft het de vraag in hoeverre de door ons gemeten verschillen bij de in vitro verteerbaarheid overeen komen met de verteerbaarheid door het dier. Uit de resultaten kan in elk geval worden geconcludeerd dat een verschil in eiwitverteerbaarheid als zodanig onvoldoende wat zegt omtrent de kwaliteit van vismeel, als niets bekend is omtrent de hoeveelheid stickwater. De daarop onderzochte monsters vismeel varieerden aanzienlijk in het gehalte aan biogene aminen. De hoogste gehalten worden gevonden in de monsters met een hoge eiwitoplosbaarheid, die dus veel stickwater bevatten. De relatie tussen beide was als volgt: biogene aminen (mg/kg) = -190 + 88,2 * % eiwitoplosbaarheid (r = 0,81). In figuur 3 zijn de gehalten aan biogene aminen en de eiwitoplosbaarheid van de onderzochte monsters grafisch weergegeven. Figuur 3
Het is logisch dat de monsters met een lage eiwitoplosbaarheid, en dus met weinig toegevoegd stickwater, een laag gehalte hadden aan biogene aminen. Toch varieerde het gehalte aan biogene aminen van de monsters met een eiwitoplosbaarheid van circa 10 % nog tussen 200 en 1000 mg/kg, en dat van de monsters met een eiwitoplosbaarheid van 20 à 25 % tussen 1000 en 2400 mg/kg. De titratiewaarde van de onderzochte monsters varieerde van 40 tot 98 (ml 0,1 N loog/10 g). Verwacht werd dat de monsters met een hoge titratiewaarde een hoog gehalte aan vrije vetzuren zouden hebben, doch deze relatie werd niet gevonden. Overigens varieerden de monsters weinig, zowel wat betreft het gehalte aan vet als aan vrije vetzuren. De monsters met een hoge eiwitoplosbaarheid hadden gemiddeld een hoge titratiewaarde; de relatie was als volgt: titratiewaarde = 36,4 + 0,16 * % eiwitoplosbaarheid. Gezien de vrij lage r-waarde (0,57) mag aan deze relatie niet veel betekenis worden toegekend; dit blijkt ook uit figuur 4, waar de relatie grafisch is weergegeven. Figuur 4
In tabel 4 zijn de resultaten van het aminozuuronderzoek vermeld.
Tabel 4 nr.
Aminozuurgehalten in vismeel RE
opl.RE
m+c
lysine
threon.
glyc.
lys./
som
(g/kg)
(% v.RE)
g/16gN
g/16gN
g/16gN
g/16gN
glyc.
aminoz.
1
644
23,4
3,39
7,38
4,11
6,14
1,20
84,5
8
654
23,2
3,56
7,75
4,33
6,35
1,22
87,4
25
643
7,8
4,21
8,21
4,58
5,83
1,41
92,3
30
624
9,8
4,00
7,92
4,51
5,93
1,33
90,6
38
650
19,7
3,66
7,67
4,38
6,30
1,22
88,6
Tussen de vijf monsters bestonden aanzienlijke verschillen wat betreft de gehalten aan lysine, methionine + cystine en threonine (uitgedrukt op eiwitbasis = g/16 g N). Naarmate de monsters een hogere eiwitoplosbaarheid hadden, nam het gehalte aan deze aminozuren af; ook het gehalte van de som van de aminozuren nam af (de som van de aminozuren heeft betrekking op de 15 aminozuren die op het verslag waren vermeld). Deze waarnemingen zijn in overeenstemming met het feit, dat het eiwit van stickwater slechts voor ongeveer 60 % uit aminozuren bestaat. De veevoedertabel vermeldt voor vismeel met > 630 g eiwit/kg de volgende gehalten: lysine = 7,7; meth.+ cyst. = 3,8; threonine = 4,6 en glycine = 5,8 g/16 g N. Daarentegen hadden de vismelen met een hoge eiwitoplosbaarheid hogere gehalten aan glycine; ook dit is in overeenstemming met het feit dat het stickwater-eiwit relatief rijk is aan glycine.
Conclusie Er bestaan aanzienlijke verschillen tussen Zuid Amerikaanse vismelen, onder andere wat betreft de eiwitoplosbaarheid, de in vitro eiwitverteerbaarheid, de titratiewaarde en de gehalten aan biogene aminen en essentiële aminozuren. Deze verschillen worden voor een belangrijk deel veroorzaakt door de hoeveelheid toegevoegd stickwater. Door het vaststellen van de eiwitoplosbaarheid wordt een goede indicatie omtrent de hoeveelheid toegevoegd stickwater en omtrent de te verwachte gehalten aan biogene aminen en essentiële aminozuren verkregen. Vismelen met een lage eiwitoplosbaarheid (ca. 10 %) hebben een laag gehalte aan biogene aminen (200 - 1000 mg/kg) en een hoog gehalte aan essentiële aminozuren (lysine ca. 8,0 g/16 g N). Verschillen in de in vitro eiwitverteerbaarheid van vismeel kunnen niet alleen worden toegeschreven aan een eiwitbeschadiging door een te intensieve verhitting; de toegevoegde hoeveelheid stickwater heeft ook invloed op de eiwitverteerbaarheid. Naarmate minder stickwater is toegevoegd wordt de eiwitverteerbaarheid lager.
Samenvatting Veertig monsters Zuid Amerikaans vismeel zijn op diverse kwaliteitskenmerken onderzocht. Van alle monsters is het gehalte aan eiwit, de eiwitoplosbaarheid, de eiwitverteerbaarheid in vitro en de titratiewaarde onderzocht. In 19 monsters is het gehalte aan biogene aminen en het gehalte aan vet en vrije vetzuren bepaald. Van 5 monster is het aminozuurpatroon vastgesteld. De monsters varieerden sterk wat betreft het gehalte aan biogene aminen (155-2354 mg/kg). Met uitzondering van de drie monsters met < 500 mg biogene aminen/kg was er weinig variatie in de verhouding tussen de afzonderlijke biogene aminen; histamine, cadaverine, putrescine en tyramine leverden respectievelijk 40, 26, 12 en 10 % van de totale hoeveelheid biogene aminen. Er was een sterke relatie (r = 0,84) tussen het gehalte aan biogene aminen en de eiwitoplosbaarheid. Voor de monsters met een eiwitoplosbaarheid van ca. 10 % lag het gehalte aan biogene aminen tussen 200 en 1000 mg/kg; voor de monsters met een eiwitoplosbaarheid tussen 20 en 25 % lag dit tussen 1000 en 2400 mg/kg. De monsters met een lage eiwitoplosbaarheid hadden in het algemeen een lagere in vitro eiwitverteerbaarheid dan de monsters met een hoge eiwitoplosbaarheid. Zowel deze relatie als de relatie tussen de eiwitoplosbaarheid en het gehalte een biogene aminen is een logisch gevolg van het feit dat aan vismelen met een hoge eiwitoplosbaarheid meer stickwater is toegevoegd. Een deel van de monsters had een lagere eiwitverteerbaarheid dan op grond van de eiwitoplosbaarheid mocht worden verwacht; deze monsters zijn mogelijk beschadigd geweest door een te intensieve hittebehandeling. In ons onderzoek kon geen relatie worden aangetoond tussen de titratiewaarde van het vismeel en het gehalte aan vrije vetzuren; overigens varieerde dit laatste gehalte betrekkelijk weinig. Gemiddeld genomen hadden de monsters met een hoge eiwitoplosbaarheid een hogere titratiewaarde, maar deze relatie was niet sterk (r = 0,57). Uit het aminozuuronderzoek kwam naar voren dat het gehalte aan de essentiële aminozuren lysine, methionine + cystine en threonine (op eiwitbasis) toenam naarmate de eiwitoplosbaarheid lager was. Ook het totale gehalte aan aminozuren nam toe, terwijl het gehalte aan glycine juist afnam bij vismelen met een lage eiwitoplosbaarheid. De conclusie van het onderzoek is dat de eiwitoplosbaarheid van vismeel een goede indicatie geeft omtrent de kwaliteit van vismeel. Vismelen met een eiwitoplosbaarheid van minder dan 12 % bevatten vrijwel geen stickwater en hebben in het algemeen een laag gehalte aan biogene aminen.
