L'effetto dell'applicazione dell'olio essenziale di timo sulla carica microbica durante l'essiccazione della carne
Summary
Microrganismi come Escherichia coli che contaminano i prodotti di carne causano malattie di origine alimentare. L’uso di oli essenziali nel processo di essiccazione di carne non è stato profondamente studiato. Qui, presentiamo un metodo novello di applicare olio essenziale di timo di carne durante l’asciugatura per ridurre la carica microbica in carne secca.
Abstract
La carne è un pasto ad alta percentuale proteica che viene utilizzato nella preparazione di scatti, uno spuntino popolare cibo, dove la conservazione e la sicurezza sono importanti. Per assicurare la sicurezza alimentare e per estendere la shelf life di carne e nei prodotti, l’uso di conservanti sintetici o naturali sono state applicate al controllo ed eliminare batteri di origine alimentare. Un crescente interesse per l’applicazione di additivi alimentari naturali per carne è aumentato. Microrganismi, quali Escherichia coli, contaminano carne e prodotti di carne, causando malattie di origine alimentare. Pertanto, è necessario migliorare il processo di conservazione della carne. Tuttavia, l’uso di oli essenziali quando la carne si è asciugata non è stato profondamente studiato. A questo proposito, c’è un’opportunità per aumentare il valore di carne secca e ridurre il rischio di malattie di origine alimentare mediante l’applicazione di oli essenziali durante il processo di essiccazione. In questo protocollo, presentiamo un metodo novello di applicare olio essenziale di timo (TEO) durante la carne secca, in particolare in forma di vapore direttamente in una camera di essiccazione. Per la valutazione, usiamo la concentrazione inibitoria minima (MIC) per rilevare il numero di batteri nocivi nei campioni trattati rispetto ai campioni di raw. I risultati preliminari dimostrano che questo metodo è un’opzione realizzabile e alternativa ai conservanti sintetici e che riduce significativamente la carica microbica in carne secca.
Introduction
Essiccamento come un metodo tradizionale per conservare gli alimenti è stato utilizzato fin dall’antichità. Al giorno d’oggi, c’è un crescente interesse nell’essiccazione come metodo efficace per cibo conservazione1,2,3. Serve per fare una varietà di carni trasformate appositamente. Uno del più ben noto è a scatti.
A scatti, uno dei più antichi metodi per la conservazione di carne, si basa su indurimento e l’essiccazione a bassa attività dell’acqua e quindi di estendere la shelf-life4. Al giorno d’oggi, a scatti come un salume conservato è ancora molto popolare, dove sicurezza alimentare, sapore e consistenza sono essenziali. Preparazione a scatti può essere utilizzato per quasi qualsiasi tipo di carne, tra cui manzo, maiale, pollame o gioco5, e richiede tagliare la carne a strisce magre e asciugarlo. Di solito, marinare la carne in una soluzione di polimerizzazione o fumatori vengono utilizzati insieme ad essiccazione per dare scatti suo sapore caratteristico6.
Nonostante il vasto interesse di essiccazione per conservare il cibo, il rischio di focolai di origine alimentare da Escherichia coli da carne mal secca è fondamentale e deve essere controllata. Ci sono alcuni studi che riferiscono le epidemie di gastroenterite specialmente con e. coli O157: H7, attribuito al calore insufficiente elaborazione durante l’asciugatura a casa. Casi simili si sono verificati anche in preparati commercialmente a scatti7,8,9. Levine et al. 10 proposte che microrganismi di origine alimentare possono sopravvivere condizioni di essiccazione moderate (circa 60 ° C) utilizzate da produttori commerciali a scatti. Escherichia coli O157: H7 focolai di malattie di origine alimentare nel mezzo di 1990 sono stati attribuiti a terra seccato carne prodotti6,11. È interessante notare che, in tutti i casi precedenti, il rischio principale è causato dai batteri patogeni riconosciuti come vitali ma non coltivabili (VBNC). Sotto varie sollecitazioni come variazioni di temperatura o di fame, le cellule di e. coli potrebbero entrare in uno stato particolare conosciuto come il12,di stato VBNC13. Le cellule VBNC possono quindi essere rianimate torna a cellule coltivabili dall’esposizione a condizioni adatte e poi presentano una minaccia per la salute umana a causa di contaminazione alimentare14,15. Questo significa che se la carne viene consumata subito dopo l’asciugatura il prodotto è sicuro. Tuttavia, in caso di insufficiente di stoccaggio, quali una maggiore umidità, c’è un alto rischio di riattivazione di agenti patogeni e la crescita microbica.
Oltre ai metodi di essiccazione e marinata, c’è una forte domanda da parte dei consumatori di utilizzare prodotti naturali come alternativa agli additivi per migliorare il cibo qualità16,17. C’è stato un interesse particolare nell’applicazione di additivi alimentari naturali per la carne invece di conservanti sintetici classica18,19,20,21. Anche se c’è una mancanza di sufficienti prove sperimentali nell’uso di oli essenziali quando si asciuga la carne, le prime ricerche in questo campo dimostra già risultati positivi22,23.
Fin dal Medioevo, persone hanno riconosciuto olio essenziale composti (EHB) per la loro attività antimicrobica, insetticidi e antiparassitari chracteristics24,25,26. Oggi, EHB sono parte di uno del più importante gruppo di sostanze naturali bioattive. Tra i diversi EHB, timolo è uno dei più ben noto. Si compone di più di 85% di TEO23. Questo fenolo impedisce il deterioramento microbico e chimico quando aggiunto al cibo. Inoltre, le sue proprietà antibatteriche potrebbe essere migliorata in combinazione con altri conservanti naturali2,27,28,29,30. Al giorno d’oggi, timo (Thymus vulgaris), un’erba che appartiene alla famiglia delle Labiatae , è stato riconosciuto come agente aromatizzante, nonché un conservante di carne molto efficace31. Uno studio condotto da García-Díez et al. 30 nei prodotti carnei trovato che TEO ha visualizzato un più ampio modello di inibizione contro patogeni di origine alimentare rispetto ad altri oli essenziali. Di conseguenza, c’è un’opportunità per aumentare il valore di carne secca e ridurre il rischio di malattie di origine alimentare mediante l’applicazione di oli essenziali durante il processo di essiccazione.
In questo protocollo, vi presentiamo un nuovo metodo di applicazione di TEO durante la carne secca, specificamente di utilizzarlo in forma di vapore direttamente in un essiccamento dell’alloggiamento. Per la valutazione, usiamo il MIC per determinare l’assenza di batteri patogeni in campioni trattati rispetto a quelli crudi. I risultati preliminari dimostrano che questo metodo è un’alternativa altamente efficace di conservanti sintetici e che riduce significativamente la carica microbica in carne secca.
Protocol
Representative Results
Discussion
Precedenti ricerche hanno dimostrato che i microrganismi che causano malattie di origine alimentare sopravvivono asciugatura10. Pertanto è necessario applicare conservanti prima dell’asciugatura per assicurare la sicurezza alimentare. In questo studio, ci concentriamo sull’utilizzo di TEO. La ragione è duplice: in primo luogo, c’è una forte domanda da parte dei consumatori di utilizzare prodotti naturali come additivi alternativi per migliorare la qualità di cibo16; In …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato supportato dall’agenzia interna Grant della facoltà di AgriSciences tropicale, (numero di progetto: 20175013) e il 20182023 di CIGA entrambi concede, da Università Ceca di Scienze della vita.
Materials
| Meat cutter | Kalorik | KP 3530 | from Miami Gardens, FL, USA |
| Laminar safety cabinet | Faster s.r.l | from Italy | |
| Squeeze bottle of 500 mL | Merci | 632 524 325 025 | from CZ |
| Standard laboratory drier UFE 400 | Memmert | DE 66812464 | from Germany |
| Incubator | BT 120 | N/A | from CZ |
| Refrigerator and Freezer | Bosch | KGN34VW20G | from DE |
| Densitometer | Biosan | 220 000 050 122 | Latvia; supplier Merci, CZ |
| Escherichia coli ATCC 25922 | Oxoid | CL7050 | from CZ |
| Vortex | Chromservis | 22008013 | from CZ |
| Sterilized plastic tubes 15 mL | Gama | 331 000 020 115 | from CZ, supplier Merci |
| 20 mL injection vial | Healthy vial | hvft169 | from China |
| 20 mm sterile butyl rubber stopper | Merci | 22008013 | from CZ |
| 20 mm aluminum cap | Healthy vial | N/A | from China |
| Thyme essential oil | Sigma Aldrich | W306509 | from St Louis, MO, USA |
| Mueller Hinton Broth | Oxoid | CM0337 | from CZ |
| NaCl | Penta | 16610-31000 | from CZ |
| Peptone | Oxoid | LP0034 | from CZ |
| Phosphate-buffered saline | Sigma Aldrich | P4417 | from CZ |
| Polysorbate 80 (Tween 80) | Roth | T 13502 | from DE, supplier P-lab |
| Shaker SHO-1D | Verkon | DH.WSR04020 | from CZ, 10 – 300 rpm. 350 x 350 mm with a platform for flasks |
| Ethanol 70% | Bioferm | N/A | from CZ |
| MacConkey Agar | Oxoid | CM007 | from CZ |
| Plate Count Agar | Oxoid | CM0325 | from CZ |
| Filter paper | Merci | 480 622 080 040 | from CZ |
| Erlenmeyer flasks 250 mL | Simax | 610 002 122 636 | from CZ; supplier Merci CZ |
| Multichannel pipette | Socorex | S852820 | from Switzerland; supplier P lab, CZ |
| Microtiter plate | Gamma | V400916 | CZ |
| Microlitre pipette 100-1000 μL | Eppendorf | 333 120 000 062 | from Germany; supplier Merci, CZ |
References
- Eklund, M. W., Peterson, M. E., Poysky, F. T., Paranjpye, R. N., Pelroy, G. A. Control of bacterial pathogens during processing of cold-smoked and dried salmon strips. J. Food Prot. 67 (2), 347-351 (2004).
- Mahmoud, B. S. M., et al. Preservative effect of combined treatment with electrolyzed NaCl solutions and essential oil compounds on carp fillets during convectional air-drying. Int. J. Food Microbiol. 106 (3), 331-337 (2006).
- Rahman, M. S., Guizani, N., Al-Ruzeiki, M. H., Al Khalasi, A. S. Microflora Changes in Tuna Mince During Convection Air Drying. Dry. Technol. 18 (10), 2369-2379 (2000).
- Faith, N. G., et al. Viability of Escherichia coli O157: H7 in ground and formed beef jerky prepared at levels of 5 and 20% fat and dried at 52, 57, 63, or 68 C in a home-style dehydrator. Int. J. Food Microbiol. 41 (3), 213-221 (1998).
- Hierro, E., De La Hoz, L., Ordóñez, J. A. Headspace volatile compounds from salted and occasionally smoked dried meats (cecinas) as affected by animal species. Food Chem. 85 (4), 649-657 (2004).
- Nummer, B. A., et al. Effects of Preparation Methods on the Microbiological Safety of Home-Dried Meat Jerky. J. Food Prot. 67 (10), 2337-2341 (2004).
- Greig, J. D., Ravel, A. Analysis of foodborne outbreak data reported internationally for source attribution. Int. J. Food Microbiol. 130 (2), 77-87 (2009).
- Eidson, M., Sewell, C. M., Graves, G., Olson, R. Beef jerky gastroenteritis outbreaks. J. Environ. Health. 62 (6), 9-13 (2000).
- Allen, K., Cornforth, D., Whittier, D., Vasavada, M., Nummer, B. Evaluation of high humidity and wet marinade methods for pasteurization of jerky. J. Food Sci. 72 (7), (2007).
- Levine, P., Rose, B., Green, S., Ransom, G., Hill, W. Pathogen testing of ready-to-eat meat and poultry products collected at federally inspected establishments in the United States, 1990 to 1999. J. Food Prot. 64 (8), 1188-1193 (1990).
- Keene, W. E., et al. An outbreak of Escherichia coli O157:H7 infections traced to jerky made from deer meat. JAMA. 277 (15), 1229-1231 (1997).
- Oliver, J. D. The viable but nonculturable state in bacteria. J. Microbiol. 43, 93-100 (2005).
- Oliver, J. D. Recent findings on the viable but nonculturable state in pathogenic bacteria. FEMS Microbiol. Rev. 34 (4), 415-425 (2010).
- Khamisse, E., Firmesse, O., Christieans, S., Chassaing, D., Carpentier, B. Impact of cleaning and disinfection on the non-culturable and culturable bacterial loads of food-contact surfaces at a beef processing plant. Int. J. Food Microbiol. 158 (2), 163-168 (2012).
- Li, L., Mendis, N., Trigui, H., Oliver, J. D., Faucher, S. P. The importance of the viable but non-culturable state in human bacterial pathogens. Front. Microbiol. 5, 258 (2014).
- Hernández, H., Claramount, D., Kučerová, I., Banout, J. The effects of modified blanching and oregano essential oil on drying kinetics and sensory attributes of dried meat. J. Food Process. Preserv. , (2016).
- García-Díez, J., et al. The Impact of Essential Oils on Consumer Acceptance of Chouriço de vinho – A Dry-Cured Sausage Made from Wine-Marinated Meat – Assessed by the Hedonic Scale, JAR Intensity Scale and Consumers’ "Will to Consume and Purchase.". J. Food Process. Preserv. 41 (4), (2017).
- Govaris, A., Solomakos, N., Pexara, A., Chatzopoulou, P. S. The antimicrobial effect of oregano essential oil, nisin and their combination against Salmonella Enteritidis in minced sheep meat during refrigerated storage. Int. J. Food Microbiol. 137 (2-3), 175-180 (2010).
- Holley, R. A., Patel, D. Improvement in shelf-life and safety of perishable foods by plant essential oils and smoke antimicrobials. Food Microbiol. 22 (4), 273-292 (2005).
- Petrou, S., Tsiraki, M., Giatrakou, V., Savvaidis, I. N. Chitosan dipping or oregano oil treatments, singly or combined on modified atmosphere packaged chicken breast meat. Int. J. Food Microbiol. 156 (3), 264-271 (2012).
- Ballester-costa, C., Sendra, E., Viuda-martos, M. Assessment of Antioxidant and Antibacterial Properties on Meat Homogenates of Essential Oils Obtained from Four Thymus Species Achieved from Organic Growth. Foods. 6 (8), 59 (2017).
- Hernández, H., et al. The effect of oregano essential oil on microbial load and sensory attributes of dried meat. J. Sci. Food Agric. 97 (1), 82-87 (2017).
- García-Díez, J., Alheiro, J., Falco, V., Fraqueza, M. J., Patarata, L. Chemical characterization and antimicrobial properties of herbs and spices essential oils against pathogens and spoilage bacteria associated to dry-cured meat products. J. Essent. Oil Res. 29 (2), 117-125 (2017).
- Cavanagh, H. M. A. Antifungal Activity of the Volatile Phase of Essential Oils: A Brief Review. Nat. Prod. Commun. 2 (12), 1297-1302 (2007).
- Tajkarimi, M. M., Ibrahim, S. A., Cliver, D. O. Antimicrobial herb and spice compounds in food. Food Control. 21 (9), 1199-1218 (2010).
- Nedorostova, L., Kloucek, P., Kokoska, L., Stolcova, M., Pulkrabek, J. Antimicrobial properties of selected essential oils in vapour phase against foodborne bacteria. Food Control. 20 (2), 157-160 (2009).
- Burt, S. Essential oils: Their antibacterial properties and potential applications in foods – A review. Int. J. Food Microbiol. 94 (3), 223-253 (2004).
- Ramanathan, L., Das, N. Studies on the control of lipid oxidation in ground fish by some polyphenolic natural products. J. Agric. Food Chem. 40 (1), 17-21 (1992).
- Yamazaki, K., Yamamoto, T., Kawai, Y., Inoue, N. Enhancement of antilisterial activity of essential oil constituents by nisin and diglycerol fatty acid ester. Food Microbiol. 21 (3), 283-289 (2004).
- García-Díez, J., Alheiro, J., Falco, V., Fraqueza, M. J., Patarata, L. Synergistic activity of essential oils from herbs and spices used on meat products against food borne pathogens. Nat. Prod. Commun. 12 (2), 281-286 (2017).
- Hussein Hamdy Roby, M., Atef Sarhan, M., Abdel-Hamed Selim, K., Ibrahim Khalel, K. Evaluation of antioxidant activity, total phenols and phenolic compounds in thyme (Thymus vulgaris L.), sage (Salvia officinalis L.), and marjoram (Origanum majorana L.) extracts. Ind. Crops Prod. 43, 827-831 (2013).
- Gouveia, A. R., et al. The Antimicrobial Effect of Essential Oils Against Listeria monocytogenes in Sous vide Cook-Chill Beef during Storage. J. Food Process. Preserv. 41 (4), (2017).
- Chen, C., Nace, G., Irwin, P. A 6 x 6 drop plate method for simultaneous colony counting and MPN enumeration of Campylobacter jejuni, Listeria monocytogenes, and Escherichia coli. J. Microbiol. Methods. 55 (2), 475-479 (2003).
- Herigstad, B., Hamilton, M., Heersink, J. How to optimize the drop plate method for enumerating bacteria. J. Microbiol. Methods. 44 (2), 121-129 (2001).
- . Practical food microbiology Available from: https://drive.google.com/file/d/0BzyVOLllJ0B1YmlEemZ5M1RZekU/view?ts=590d8019 (2003)
- Smith-Palmer, A., Stewart, J., Fyfe, L. Antimicrobial properties of plant essential oils and essences against five important food-borne pathogens. Lett. Appl. Microbiol. 26 (2), 118-122 (1998).
- Burt, S. a., Reinders, R. D. Antibacterial activity of selected plant essential oils against Escherichia coli O157:H7. Lett. Appl. Microbiol. 36 (3), 162-167 (2003).
