Usporedba tradicionalnih i industrijskih kobasica Baranjskog kulena i kulenove seke opsežnim proteomskim, peptidomskim i metabolomskim tehnikama

Research background. Baranjski kulen is one of the most popular fermented meat sausages originating from Croatia. It has protected geographical indication, and is traditionally produced in the Baranja region of Croatia. Kulenova seka is a fermented sausage very similar to baranjski kulen, but it has a different calibre and consequently, a shorter time of production. In recent decades, due to the high demand and popularity of these products, industrially produced baranjski kulen and kulenova seka have become available on the market. This work aims to identify specific characteristics of traditional and industrial sausages baranjski kulen and kulenova seka on proteome, peptidome and metabolome level, which could potentially lead to better optimization of the industrial production process in order to obtain an equivalent to the traditional product. Experimental approach. Protein profiles of baranjski kulen and kulenova seka (traditional and industrial) were analysed using two-dimensional gel electrophoresis followed by differential display analysis and protein identification by mass spectrometry. Peptidomic profile was analysed via liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Furthermore, aroma profiles were investigated via headspace solid phase microextraction and gas chromatography-mass spectrometry. Results and conclusions. The major identified characteristics of each product were: industrial baranjski kulen: specific degradation of myosin-1 and titin, overabundance of stress-related proteins and increased phenylalanine degradation; traditional baranjski kulen: decreased concentration of phenylalanine and overabundance of fructose-bisphosphate aldolase A and carbonic anhydrase 3; industrial kulenova seka - specific myosin-4 and haemoglobin subunit alpha degradation process; traditional kulenova seka - overabundance of dihydropyrimidine dehydrogenase [NADP(+)] and myosin light chain 1/3, skeletal muscle isoform, degradation of albumin and myoglobin, decreased concentrations of almost all free amino acids and increased amounts of smoke-derived volatile compounds. Presented results showed that potential product type-specific quality markers for each sausage could be found. Novelty and scientific contribution. In this preliminary communication, the first insights into protein degradation processes and generation of peptides, free amino acids and aroma compounds of industrial and traditional baranjski kulen and kulenova seka are presented. Although further research is needed to draw general conclusions, the specific profile of proteins, peptides, amino acids and volatile compounds represents the first step in the industrial production of sausages that meet the characteristics of traditional flavour.Pozadina istraživanja. Baranjski kulen jedna je od najpopularnijih fermentiranih kobasica u Hrvatskoj. Ima zaštićenu oznaku zemljopisnog podrijetla te se tradicionalno proizvodi u hrvatskoj regiji Baranji. Kulenova seka je fermentirana kobasica koja je vrlo slična Baranjskom kulenu, no manjeg je kalibra te je zbog toga i vrijeme potrebno za njezinu proizvodnju kraće. Zbog velike popularnosti i potražnje navedenih proizvoda, zadnjih su se desetljeća na tržištu pojavili i industrijski proizvedeni Baranjski kulen i kulenova seka. Svrha je ovog istraživanja bila identificirati specifične osobine tradicionalnih i industrijskih kobasica, Baranjskog kulena i kulenove seke, na razini proteoma, peptidoma i metaboloma, što bi moglo omogućiti bolje optimiranje industrijskog procesa proizvodnje te približiti industrijski proizvod tradicionalnom proizvodu. Eksperimentalni pristup. Proteinski profili Baranjskog kulena i kulenove seke (tradicionalnog i industrijskog) ispitani su dvodimenzionalnom gel elektroforezom, denzitometrijskom analizom te spektrometrijom masa. Peptidni profil je određen tekućinskom kromatografijom spregnutom s tandemnom spektrometrijom masa. Profili spojeva arome određeni su plinskom kromatografijom sa spektrometrijom masa nakon mikroekstrakcije vršnih para na čvrstoj fazi. Rezultati i zaključci. Glavne značajke ispitanih proizvoda su: industrijski Baranjski kulen: specifična degradacija proteina miozin-1 i titina, povećana količina proteina povezanih s odgovorom na stres te pojačana degradacija fenilalanina; tradicionalni Baranjski kulen: smanjena količina fenilalanina, povećana količina proteina fruktoza-bisfosfat aldolaza A i ugljikova anhidraza 3; industrijska kulenova seka: specifični proces degradacije proteina miozin-4 i hemoglobin podjedinica alfa; tradicionalna kulenova seka: povećana količina proteina dihidropirimidin dehidrogenaza [NADP(+)] i laganog lanca miozin 1/3 (izoforma skeletnog mišića), degradacija albumina i mioglobina, smanjena koncentracija gotovo svih aminokiselina te povećana količina hlapljivih spojeva porijeklom iz dima. Prikazani rezultati pokazuju da je moguće pronaći specifične markere za pojedinu kobasicu. Novina i znanstveni doprinos. U ovom prethodnom priopćenju predstavljeni su prvi rezultati koji opisuju procese degradacije proteina te generiranje peptida, slobodnih aminokiselina i spojeva arome u industrijskim i tradicionalnim kobasicama, Baranjskom kulenu i kulenovoj seki. Iako je potrebno provesti dodatna istraživanja radi donošenja općenitih zaključaka, određivanje specifičnog profila proteina, peptida, aminokiselina i hlapljivih spojeva čini prvi korak u približavanju značajki industrijski proizvedenih kobasica onima tradicionalnih kobasica