Varmebehandling av mager fisk som torsk er utfordrende fordi den er mer ømtålig enn fetere fiskeslag. Torsk oppleves lettere som tørr hvis koketapet er stort eller vannbindingsevnen reduseres.

Dessuten forandres bindeproteinet kollagen allerede ved lave temperaturer (under 40 °C), slik at skivene i muskelen faller fra hverandre.

Jo høyere temperatur, desto større vanntap og tørrere torsk, har vært konklusjonen frem til nå.

– Men den viser seg å være feil. Mine undersøkelser viser at også ved lave temperaturer, i nivået fra 28 °C til ca. 50 °C faller vannbindningsevnen, forteller forsker Dagbjørn Skipnes i Nofima.

I sitt doktorgradarbeid har han studert hva som skal til for å for å unngå tørr torsk. Løsningen har vist seg å være langt mer kompleks enn hva man hittil har trodd.

– Jeg har studert kvaliteten på torskeloin som er varmebehandlet i en vakuumpakke for å finne frem til den optimale kombinasjonen av varmebehandlingstid og temperatur. Det viser seg at intervallet mellom 64 og 72 °C gir god torskekvalitet, sier Skipnes.

I dette intervallet lykkes man både med å ta livet av eventuelle farlige bakterier, hvorav Listeria monocytogenes er blant de mest varmebestandige, og å oppnå god tekstur og vannbindingsevne i fiskemuskelen.

Flere faktorer

Det er imidlertid ikke ett optimalt temperaturpunkt, fordi faktorer som fiskestykkenes størrelse også er avgjørende for hva som er optimalt.

– Resultatene fra denne forskningen er viktige bidrag til forståelsen av hva som skjer under industriell varmebehandling av fisk og andre næringsmidler.

– Nå kan industrien optimalisere for eksempel saftighet og smak ved å bruke riktige prosessbetingelser uten å kompromisse på mattrygghet og holdbarhet, sier veileder og forskningsleder Morten Sivertsvik ved Nofima.

Dagbjørn Skipnes har sammen med Prekubator utviklet en prøvekopp som gjør det mulig å gjennomføre nye typer tester og analyser. Ved hjelp av koppen kan han gjøre hurtige og homogene oppvarminger samt måle koketap, vannbindingsevne og tekstur uten å fjerne fiskestykket fra koppen.

Stikk i strid med hva man har trodd tidligere, viser det seg at sammenhengen mellom koketap og vannbindingsevne samt varmebehandlingstid og temperatur er ikke-lineær.

Mer komplekst enn antatt

Tidligere tester har blitt gjort fra et startpunkt på drøyt 60 °C. Derfor har ikke de mange variasjonene i vannbindingsevne blitt oppdaget, ei heller alle sammenhenger mellom koketap, vannbindingsevne, proteinforandringer, tekstur og muskelstruktur.

Muligheten til å kunne gjennomføre hurtige og homogene oppvarminger samt mer komplette målinger har også bidratt ny innsikt, spesielt med tanke på hvordan proteinene i torskemuskelen denatureres (endres).

– Forklaringen til de komplekse sammenhengene er i vesentlig grad knyttet til at denaturering av ulike proteintyper skjer stegvis og gradvis overlappende under oppvarming – og ved forskjellige temperaturer.

– Vi har nå påvist fem steg i denaturering av proteiner, men effektene på fiskemuskelen varierer avhengig av hvilken proteingruppe som gjennomgår denatureringen, forklarer Skipnes.

Modell

Resultatene fra arbeidet kan benyttes direkte til optimalisering av varmebehandling for torsk. Gjennom de mange forsøkene er det nå kartlagt hvilke kombinasjoner av tid og temperatur som gir høy vannbindingsevne og lavt koketap samtidig som mattryggheten er ivaretatt.

Med utgangspunkt i hvilke kvalitetsegenskaper som ønskes, er det utviklet en beregningsmetode for hva som gir optimal kvalitet.

Beregningene kan kontrolleres ved å se på nedbryting av et spesielt enzym, sur fosfatase, som naturlig finnes i torskefilet kan brukes som indikator på om Listeria-bakteriene er uskadeliggjort.

For øyeblikket pågår det tester og analyser for å gjøre den samme kartleggingen av laks, og også laksemusklene ser ut til å ha lignende utviklingsforløp som torsken.

– Det neste naturlige steget er å videreføre arbeidet som er gjort ved å integrere resultatene med en numerisk modell, som matindustrien kan bruke til å optimalisere de fleste varmebehandlingsprosesser tilpasset vakuumpakkede torskeloins, sier Skipnes.