Ποιοτικά χαρακτηριστικά και αυθεντικότητα του κρέατος των εκτρεφόμενων σαλιγκαριών και μέθοδοι βελτίωσής τους

Abstract

Snail is a popular food worldwide and is on the list of luxury foods. The family Helicidae includes several edible species including Cornu aspersum aspersum, Cornu aspersum maximum and Helix lucorum. The quality of edible land gastropods (snails) is an important factor in the acceptance of this food by its consumers. The fillet, as the snail cephalopod mass is known, is the main edible part of the snail which is also used by the food industry. The present thesis focuses on the study of the authenticity of farmed snails in Greece and the quality of their fillet. To achieve the objectives of the thesis, the morphological and molecular polymorphism of populations of farmed subspecies of Cornu aspersum, C. a. aspersum and C. a. maximum were examined and the quality characteristics of the fillet of the aforementioned farmed snails and wild snail species C. a. aspersum and H. lucorum were investigated. In the absence of a suitable method to evaluate the texture and colour of snail fillets, preliminary studies were carried out on C. a. maximum fillets in order to establish a protocol for the evaluation of hardness and colour parameters which are key quality characteristics perceived by the consumer. The polymorphism of the farmed snails C.a.aspersum and C.a.maximum has not been studied although they are farmed species in Greece and worldwide with the first reports of farming dating back to 2000 years ago. For the polymorphism study, 160 snails were collected from eight populations of seven farms in Greece, their morphological characteristics were recorded and six microsatellite loci (Ha5, Ha6, Ha8, Ha9, Ha10, Ha11) were studied. The microsatellites were selected because of their high polymorphism and these genetic loci have been studied in Cornu aspersum. Morphological observations included the classification of the shell into three colour patterns and the mantle into three shades, light, dark and intermediate. Preliminary studies for the design of the method for evaluating the texture and color of snail fillet. Subsequently, this protocol was applied to 238 fresh fillets of farmed C. a. aspersum and C. a. maximum and wild C. a. aspersum and H. lucorum considering their chemical composition and the histological analysis of the C. a. maximum fillet. According to the protocol, the determination of hardness was carried out on a cylindrical section of 6 mm height and diameter which was isolated from the middle-posterior region of the fillet. As part of the validation of the method for evaluating the texture and colour of snail fillet and changes in quality characteristics, 238 snails of the above-mentioned farmed and wild commercial species were used to evaluate the fillet after a 20-minute heat treatment at 100oC. In addition, the texture and colour of the boiled fillet of farmed C.a.maximum snails was studied after artificial hibernation for 28 days at 5oC.In the study of morphological polymorphism, farmed snails were classified into three shell colour patterns with the majority of snails showing light-coloured shells with banding. Only one population of C. a. aspersum snails and one population of C. a. maximum snails showed all three shell patterns. The molecular polymorphism study of the two C.a.aspersum populations and the six C.a.maximum populations with the six microsatellites showed the presence of three groups of alleles present in all populations. These results support the existence of a common gene pool. Genetic variability was found within the population and not across populations according to AMOVA. The observed heterozygosity at genetic locus Ha5 showed a positive correlation with the biotic load of the farms while the expected heterozygosity of genetic locus Ha6 had a strong correlation with total rain during the production period.Different rearing conditions affect the quality characteristics of the snail fillet, which is the main edible part of the snails. To study the quality characteristics of the fillet, the chemical composition, microstructure and colour of the fillet were evaluated, while the cylindrical part of the snail fillet was selected for the study of hardness. This is the first time that a snail fillet section of a specific size and shape has been used for the evaluation of hardness in order to minimize the effects of rearing conditions. Histological analysis of the fresh fillet reinforces the suitability of this region due to its uniform structure. The fillet of farmed snails showed higher brightness (L*) and higher carbohydrate content than the fillet of wild snails. The fillet of H. lucorum had the highest energy value, was harder but had the lowest percentage of carbohydrates compared to wild and farmed C. aspersum and farmed C. maximum. Treatments such as hibernation and boiling carried out as part of the post-harvest practice of snail and fillet processing respectively are common in the snail farming and food industry. Heat treatment due to moisture loss and protein denaturation affects the microstructure and chemical composition of the boiled fillets. The application of the protocol for the evaluation of the hardness and colour of the boiled fillets confirmed the importance of this method but also highlighted the changes in quality characteristics caused by heat treatment. By comparing the results from the chemical composition and texture of both fresh and boiled fillets, the correlation between the percentage of carbohydrates in fresh fillets and the hardness of the cylindrical part of boiled fillets was found. The results from the polymorphism study will guide manipulations to ensure the authenticity of farmed snails and will be used more generally in the context of enhancing the quality of snail fillet. In this context, the evaluation of the texture and colour of fresh fillets of farmed and wild snail species will highlight the specific characteristics of each species and help to improve their utilization in the food industry. It would be of great interest in the future to investigate the effect of diet on the quality characteristics of snail fillets. Findings on the structure of the cooked fillet will be useful to identify cases of fraud occurring in snail food production. Finally, the study of the quality parameters of fresh fillets will provide further information on the entry of snail fillets into new processing methods in order to strengthen this product in the food industry.

Το σαλιγκάρι είναι ένα δημοφιλές τρόφιμο παγκοσμίως και κατατάσσεται στη λίστα με τα τρόφιμα πολυτελείας. Η οικογένεια Helicidae περιλαμβάνει αρκετά εδώδιμα είδη μεταξύ των οποίων Cornu aspersum aspersum, Cornu aspersum maximum και Helix lucorum. Η ποιότητα των βρώσιμων χερσαίων Γαστεροπόδων (σαλιγκαριών) αποτελεί σημαντικό παράγοντα για την αποδοχή του συγκεκριμένου τροφίμου από τους καταναλωτές του. Το φιλέτο, όπως χαρακτηρίζεται η κεφαλοποδική μάζα του σαλιγκαριού, είναι το κύριο εδώδιμο μέρος του σαλιγκαριού το οποίο αξιοποιείται και από τη βιομηχανία τροφίμων. H συγκεκριμένη διατριβή εστιάζει στη μελέτη της αυθεντικότητας των εκτρεφόμενων σαλιγκαριών στην Ελλάδα και της ποιότητας του φιλέτου τους. Για την επίτευξη των στόχων της διατριβής, εξετάστηκε ο μορφολογικός και μοριακός πολυμορφισμός πληθυσμών των εκτρεφόμενων υποειδών του είδους Cornu aspersum, C. a. aspersum και C. a. maximum και διερευνήθηκαν τα ποιοτικά χαρακτηριστικά του φιλέτου τόσο των προαναφερθέντων εκτρεφόμενων σαλιγκαριών όσο και των άγριων εμπορικών σαλιγκαριών C. a. aspersum και H. lucorum. Λόγω απουσίας κατάλληλης μεθόδου για την αξιολόγηση της υφής και του χρώματος του φιλέτου των σαλιγκαριών, διενεργήθηκαν προκαταρκτικές μελέτες σε φιλέτα C.a.maximum ώστε να καταρτιστεί πρωτόκολλο για την εκτίμηση της σκληρότητας και των παραμέτρων του χρώματος τα οποία είναι βασικά ποιοτικά χαρακτηριστικά αντιληπτά και από τον καταναλωτή. Ο πολυμορφισμός των εκτρεφόμενων σαλιγκαριών C.a.aspersum και C.a.maximum δεν έχει αποτελέσει αντικείμενο μελέτης παρόλο που εκτρέφονται στην Ελλάδα και παγκοσμίως με τις πρώτες αναφορές εκτροφής να χρονολογούνται εδώ και 2000 έτη. Στο πλαίσιο αυτό, συλλέχθηκαν 160 σαλιγκάρια από οκτώ πληθυσμούς επτά εκτροφείων της Ελλάδας και πραγματοποιήθηκε καταγραφή των μορφολογικών χαρακτηριστικών τους και μελέτη έξι μικροδορυφορικών τόπων (Ha5, Ha6, Ha8, Ha9, Ha10, Ha11). Οι μικροδορυφόροι επιλέχθηκαν λόγω του υψηλού πολυμορφισμού τους και οι συγκεκριμένοι γενετικοί τόποι έχουν μελετηθεί στο είδος Cornu aspersum. Οι μορφολογικές παρατηρήσεις περιλάμβαναν την κατάταξη του κελύφους σε τρία χρωματικά πρότυπα και του μανδύα σε τρεις αποχρώσεις, ανοιχτόχρωμος, σκουρόχρωμος και με ενδιάμεση απόχρωση. Οι προκαταρκτικές μελέτες για το σχεδιασμό της μεθόδου αξιολόγησης της υφής και του χρώματος του φιλέτου των σαλιγκαριών. Στη συνέχεια το πρωτόκολλο αυτό εφαρμόστηκε σε 238 νωπά φιλέτα των εκτρεφόμενων C.a.aspersum και C.a.maximum και των άγριων C.a.aspersum και H. lucorum λαμβάνοντας υπόψιν τη χημική τους σύσταση αλλά και την ιστολογική ανάλυση του φιλέτου C.a.maximum. Σύμφωνα με το πρωτόκολλο, ο προσδιορισμός της σκληρότητας έγινε σε κυλινδρικό τμήμα ύψους και διαμέτρου 6 mm το οποίο απομονώθηκε από τη μεσαία-οπίσθια περιοχή του φιλέτου. Στο πλαίσιο της επιβεβαίωσης της μεθόδου αξιολόγησης της υφής και του χρώματος του φιλέτου σαλιγκαριών αλλά και των αλλαγών στα ποιοτικά χαρακτηριστικά, χρησιμοποιήθηκαν 238 σαλιγκάρια των προαναφερθέντων εκτρεφόμενων και άγριων εμπορικών ειδών προκειμένου να αξιοποιηθεί το φιλέτο τους ύστερα από θερμική επεξεργασία διάρκειας 20 λεπτών σε θερμοκρασία 100oC. Επιπλέον, μελετήθηκε η υφή και το χρώμα του βρασμένου φιλέτου εκτρεφόμενων σαλιγκαριών C.a.maximum ύστερα από τεχνητή νάρκη διάρκειας 28 ημερών σε θερμοκρασία 5oC.Κατά τη μελέτη του μορφολογικού πολυμορφισμού, τα εκτρεφόμενα σαλιγκάρια κατατάχθηκαν σε τρία χρωματικά πρότυπα κελύφους με την πλειονότητα των σαλιγκαριών να παρουσιάζουν ανοιχτόχρωμο κέλυφος με ζωνώσεις. Μόνο ο ένας πληθυσμός σαλιγκαριών C.a.aspersum και ο ένας πληθυσμός C.a.maximum εμφάνισαν και τα τρία πρότυπα κελύφους. Η μελέτη του μοριακού πολυμορφισμού των δύο πληθυσμών C.a.aspersum και των έξι πληθυσμών C.a.maximum με τους έξι μικροδορυφόρους κατέδειξε την παρουσία τριών ομάδων αλληλομόρφων οι οποίοι είναι παρόντες σε όλους τους πληθυσμούς. Τα αποτελέσματα αυτά συνηγορούν στο γεγονός της ύπαρξης κοινής δεξαμενής γονιδίων. Η γενετική παραλλακτικότητα διαπιστώθηκε ενδοπληθυσμιακά και όχι διαπληθυσμιακά σύμφωνα με την AMOVA. Η παρατηρούμενη ετεροζυγωτία στο γενετικό τόπο Ha5 παρουσίασε θετική συσχέτιση με το βιοτικό φορτίο των εκτροφείων ενώ η αναμενόμενη ετεροζυγωτία του γενετικού τόπου Ha6 είχε ισχυρή συσχέτιση με τη συνολική βροχόπτωση κατά την παραγωγική περίοδο.Οι διαφορετικές συνθήκες εκτροφής επηρεάζουν τα ποιοτικά χαρακτηριστικά του φιλέτου των σαλιγκαριών που αποτελεί το κύριο εδώδιμο μέρος τους. Για τη μελέτη των ποιοτικών χαρακτηριστικών του φιλέτου, αξιολογήθηκε η χημική σύσταση, η μικροδομή και το χρώμα του φιλέτου, ενώ για τη μελέτη της σκληρότητας επιλέχθηκε το κυλινδρικό τμήμα του φιλέτου των σαλιγκαριών. Είναι η πρώτη φορά που ένα τμήμα φιλέτου σαλιγκαριού με συγκεκριμένο μέγεθος και σχήμα χρησιμοποιήθηκε για την αξιολόγηση της σκληρότητας προκειμένου να ελαχιστοποιηθούν οι επιδράσεις από τις συνθήκες εκτροφής. Η ιστολογική ανάλυση του νωπού φιλέτου ενισχύει την καταλληλόλητα της συγκεκριμένης περιοχής λόγω της ομοιόμορφης δομής της. Το φιλέτο των εκτρεφόμενων σαλιγκαριών παρουσίασε μεγαλύτερη φωτεινότητα (L*) και μεγαλύτερο ποσοστό υδατανθράκων σε σχέση με το φιλέτο των άγριων σαλιγκαριών. Το φιλέτο του H. lucorum είχε την υψηλότερη τιμή ενέργειας, ήταν πιο σκληρό αλλά είχε το χαμηλότερο ποσοστό υδατανθράκων συγκρινόμενο με τα άγρια και εκτρεφόμενα C.a.aspersum και τα εκτρεφόμενα C.a.maximum. Χειρισμοί όπως η νάρκη και ο βρασμός που πραγματοποιούνται στο πλαίσιο της μετασυλλεκτικής πρακτικής των σαλιγκαριών και της επεξεργασίας του φιλέτου αντίστοιχα είναι συνηθισμένοι στον κλάδο της σαλιγκαροτροφίας αλλά και της βιομηχανίας τροφίμων. Η θερμική επεξεργασία λόγω της απώλεια υγρασίας και της μετουσίωσης των πρωτεϊνών επηρεάζει τη μικροδομή και τη χημική σύσταση των βρασμένων φιλέτων. Η εφαρμογή του πρωτοκόλλου για την αξιολόγηση της σκληρότητας και του χρώματος των βρασμένων φιλέτων επιβεβαίωσε τη σημασία της μεθόδου αυτής αλλά και επισήμανε της αλλαγές που προκαλούνται στα ποιοτικά χαρακτηριστικά λόγω της θερμικής επεξεργασίας. Συγκρίνοντας τα αποτελέσματα από τη χημική σύσταση και την υφή τόσο των νωπών όσο και των βρασμένων φιλέτων, διαπιστώθηκε η συσχέτιση μεταξύ του ποσοστού των υδατανθράκων των νωπών φιλέτων και της σκληρότητας του κυλινδρικού τμήματος βρασμένων φιλέτων. Τα αποτελέσματα από τη μελέτη του πολυμορφισμού θα καθοδηγήσουν τους χειρισμούς για τη διασφάλιση της αυθεντικότητας των εκτρεφόμενων σαλιγκαριών και θα αξιοποιηθούν γενικότερα στο πλαίσιο της ενίσχυσης της ποιότητας του φιλέτου των σαλιγκαριών. Σε αυτό το πλαίσιο, η αξιολόγηση της υφής και του χρώματος των νωπών φιλέτων εκτρεφόμενων και άγριων ειδών σαλιγκαριών θα αναδείξει τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά κάθε είδους και θα βοηθήσει στην καλύτερη αξιοποίηση στη βιομηχανία τροφίμων. Θα είχε μεγάλο ενδιαφέρον, μελλοντικά να διερευνηθεί η επίδραση της διατροφής στα ποιοτικά χαρακτηριστικά του φιλέτου των σαλιγκαριών. Τα ευρήματα σχετικά με τη δομή του βρασμένου φιλέτου θα είναι χρήσιμα για τον εντοπισμό περιπτώσεων απάτης που συμβαίνουν στην παραγωγή τροφίμων σαλιγκαριών. Τέλος, η μελέτη των ποιοτικών παραμέτρων των νωπών φιλέτων θα προσφέρει περαιτέρω πληροφορίες για την είσοδο των φιλέτων σαλιγκαριών σε νέες μεθόδους επεξεργασίας με στόχο την ισχυροποίηση του συγκεκριμένου προϊόντος στη βιομηχανία των τροφίμων.