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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.
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.
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.
1. preparazione della carne
2. preparazione dell'inoculo standardizzato e procedura di inoculo in un armadietto di sicurezza laminare
3. asciugatura e applicazione di TEO
4. analisi microbica
5. esaminare i risultati
Prima avevamo precedentemente sviluppato questo metodo utilizzando olio essenziale di origano (OEO) per migliorare la sicurezza alimentare e aumentare il valore di carne secca. In generale, gli esperimenti precedenti hanno mostrato che e. coli passa allo stato VBNC durante l'asciugatura come strategia di sopravvivenza. Questo è dimostrato dal fatto che non c'erano nessun batteri coltivabili dopo l'essiccazione finito22. Di conseguenza, il processo di pre-arricchimento per 6 h era necessario per consentire il conteggio del ceppo. In periodi più brevi, i numeri delle cellule di crescita erano ancora molto bassi. Di conseguenza, i risultati sono presentati dopo il processo di pre-arricchimento ed escluse crudo inoculati campioni che indicano il controllo dell'efficienza di inoculazione (Vedi tabella 1). Nel complesso, non era necessario per testare la dose TEO da 3 mL (0,057 mL/L d'aria) dal nostro precedente studio22 l' Escherichia coli non è stato trovato dopo i trattamenti OEO ed è stato valutato per il sapore troppo intenso da parte dei consumatori. Di conseguenza, le concentrazioni più basse di TEO sono state testate per definire il MIC contro Escherichia coli.
La tabella 1 presenta il comportamento di e. coli in campioni di carne bovina essiccata a 55 ° C per 6 h e sottoposto al processo di pre-arricchimento per PCA e MCA. PCA Mostra la crescita di mesofili aerobi come Pseudomonas spp. ed e. coli. MCA identifica la presenza di e. coli. Campioni di raw inoculati dopo inoculazione (il controllo efficienza inoculazione) raggiunto in media una popolazione di 5.31 log CFU g-1 di batteri, per PCA e MCA, che significa che non c'era nessuna contaminazione sui campioni di carne all'inizio della procedura. Dopo essiccazione, significative differenze (p <0,05) sono state osservate fra i campioni non trattati (NoEO) e 0,75 mL, 1 mL e campioni di TEO-trattati di 1,5 mL per entrambi agar, rispettivamente. Questo risultato ha rivelato una performance di successo del trattamento TEO, riducendo i conteggi di e. coli , aumentando la dose di olio essenziale. Pure, i conteggi in entrambi agar sono molto simili, che suggeriscono che dopo pre-arricchimento, i campioni presentino e. coli e non-contaminazione con altri batteri. Significativamente, e. coli è stata eliminata nell'ambito del trattamento di TEO con la dose di 1,5 mL. Di conseguenza, la concentrazione di TEO 0,028 mL/litro di aria è stata rivelata come il microfono appropriato contro Escherichia coli a causa di una notevole diminuzione di VBNC Escherichia coli (p < 0,05) dopo 6 h di essiccazione a 55 ° C. Le differenze statistiche sono state osservate durante l'esecuzione di confronti multipli medi tra la dose di TEO e tipo di campione per PCA e MCA (Vedi tabella 1; Tukey HSD, p < 0,05).
Figura 1: dimostrazione di conteggio del numero di colonie (N) a due diluizioni consecutive contenenti 30 o meno colonie per goccia. In questo esempio determina dopo l'incubazione del PCA Petri piatti a 37 ° C per 24 h. Utilizzando il metodo drop 6 × 6 per la coltivazione, sei 5 µ l-gocce sono stati piantati, da selezionati sei diluizioni del campione indagato con una pipetta multicanale. Il opportunamente essiccati di Petri, in questo caso PCA, le colonie coltivate (macchie bianche) vengono enumerate da due diluizioni consecutivi (10-4 e 10-5), che contengono 30 o meno colonie per goccia. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Tipo di campione | ||||
Campioni trattati | Campioni non trattati | |||
Dose di TEO | PE 6H_PCA | PE 6H_MCA | Raw_PCA | Raw_MCA |
NoEO | 3.929 (0,44)d | 3.833 (0,40)d | 5,474 (0.12)un | 5.516 (0,05)una |
0,75 mL | 2,493 (0.11)c | 2,516 (0.22)c | 5.370 (0,03)un | 5.452 (0,24)un |
1 mL | 1.574 (1,05)b | 1.579 (1.06)b | 5.129 (0,35)un | 5.123 (0,40)un |
1,5 mL | NDun | NDun | 5.298 (0,09)un | 5.166 (0.33)un |
Tabella 1: Mezzi (deviazione standard) del comportamento di e. coli ATCC 25922 (log CFU g-1) in campioni di carne di manzo essiccata a 55 ° C per 6 ore in un essiccatore convenzionale sottoposti a pre-arricchimento (PE) per 6 h e il controllo dell'efficienza di inoculazione (RAW) per entrambi piastra Count Agar (PCA) e MacConkey Agar (MCA). Diverse lettere ("a", "b", "c", "d") nella stessa colonna rappresentano i raggruppamenti statistici della categoria mezzi e indicano differenze significative (p < 0,05). Dose di TEO, dose di olio essenziale di timo; NoEO, nessun olio essenziale; ND, non rilevato. I valori di p segnalate sono da confronti multipli medi tra la dose di TEO e tipo di campione per PCA e MCA (Tukey HSD, p < 0.05 indica significatività statistica).
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 secondo luogo, uno studio precedente ha dimostrato risultati positivi dopo l'utilizzo di OEO durante la carne secca processo22. Quindi, il metodo mediante l'applicazione di OEO durante l'essiccazione della carne è stato esteso l'uso di altri oli essenziali per controllare la carica microbica.
In uno studio precedente, abbiamo testato OEO per migliorare la sicurezza alimentare e aumentare il valore di carne secca. I nostri risultati precedenti hanno mostrato che e. coli è stata inibita con successo utilizzando OEO nella carne secca, poiché conteggi possibili e. coli è diminuito significativamente dopo 6 ore di essiccazione a 55 ° C con 1,5 mL (0,028 mL/L d'aria) di OEO22. Per il presente studio, abbiamo implementato il metodo con TEO. È stato dimostrato che utilizzando questo metodo è possibile rilevare, enumerare e ridurre VBNC Escherichia coli nei campioni di carne secca. Tuttavia, l'uso di TEO ha restrizioni a causa di proprietà organolettiche, poiché interessa il gusto, odore e consistenza del prodotto carne secca. A causa di questo motivo, fosse fondamentale per stabilire i microfoni necessari per prevenire la crescita di Escherichia coli , in particolare i batteri patogeni che causano le infezioni di origine alimentare.
In entrambi i casi, e. coli è stato ridotto sotto il trattamento OEO e TEO con una dose di 1,5 mL. A seguito di entrambi gli studi, la concentrazione di aria 0,028 mL/L di OEO e TEO rispettivamente, è stata indicata come il microfono contro Escherichia coli a causa di una diminuzione significativa nei conteggi di VBNC Escherichia coli (p < 0,05) dopo 6 h di essiccazione a 55 ° C. I risultati in tabella 1 mostrano che nei campioni trattati con 1,5 mL di TEO, l' Escherichia coli è stato rimosso. A questo proposito, non era necessario testare la dose da 3 mL (0,057 mL/L d'aria) di TEO. Inoltre, uno studio precedente ha dimostrato che i batteri trattati con la dose di 3 mL di OEO non è stata rilevata dopo il trattamento di olio essenziale22. Di conseguenza, le dosi più basse di TEO sono state utilizzate nel presente protocollo. Questa eliminazione del e. coli è associata con il fatto che TEO contiene timolo, che è un olio essenziale molto efficace composto contro l'attività microbica. In particolare, è un predominante e il composto contro ceppi di Escherichia coli37,38chimico per lo più riconosciuto.
Questo protocollo è stato standardizzato principalmente per schermare VBNC Escherichia coli utilizzando pre-arricchimento dei campioni di carne secca per 6 h per consentire il conteggio del ceppo (che è necessario perché non c'erano nessun batteri coltivabili dopo aver terminato l'essiccazione). Questo protocollo può potenzialmente essere adattato per rilevare altri patogeni di origine alimentare, ad esempio, Salmonella enteritidis e Listeria monocytogenes nei prodotti di carne secca, ma sono necessarie ulteriori ricerche in questo settore.
Le indagini a che fare con agenti patogeni di origine alimentare sono molto dinamiche e coinvolgono un processo multi-step che potrebbe variano a seconda della situazione specifica e le condizioni dell'ambiente locale. Queste indagini sono importanti perché favoriscono l'uso di additivi naturali nelle tecniche di conservazione del cibo diverso. Per quanto ne sappiamo, questi studi sono i primi a rivelare un metodo novello mediante l'applicazione di oli essenziali durante il carne essiccazione, specificamente il loro utilizzo in forma di vapore direttamente nella camera di essiccazione. I positivi risultati mostrano che questo metodo è una scelta straordinariamente efficace di additivi sintetici e che riduce significativamente la crescita microbica in carne secca. Per la ricerca futura, ottimizzazione della dose dell'applicazione in combinazione con altri oli essenziali e/o altri metodi di conservazione è consigliato al fine di valutare l'effetto antimicrobico di tali sinergie.
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
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.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
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 |
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Microlitre pipette 100-1000 μL | Eppendorf | 333 120 000 062 | from Germany; supplier Merci, CZ |
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