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方法文章

百里香精油在肉类干燥过程中对微生物负荷的影响

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DOI:

10.3791/57054

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2018年3月14日

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本文内容

摘要

污染肉类产品的微生物(如Escherichia coli)可导致食源性疾病。在肉类干燥过程中使用精油的方法尚未得到深入研究。本文提出一种在干燥过程中将百里香精油应用于肉类的新方法,以降低干制肉类中的微生物负荷。

摘要

肉类是一种富含蛋白质的食物,常用于制作肉干,而肉干是一种广受欢迎的食品零食,其保存和安全性至关重要。为了确保食品安全并延长肉类及其制品的保质期,通常采用合成或天然防腐剂来控制和消除食源性细菌。近年来,人们对天然食品添加剂在肉类中应用的兴趣日益增加。某些微生物(如大肠杆菌 Escherichia coli)会污染肉类及肉制品,引发食源性疾病。因此,有必要改进肉类的保藏工艺。然而,精油在肉类干燥过程中的应用尚未得到深入研究。在此背景下,通过在干燥过程中施加精油,有望提升干制肉类的附加值并降低食源性疾病的风险。本实验方案介绍了一种在肉类干燥过程中应用百里香精油(TEO)的新方法,具体是在干燥室中以蒸汽形式直接施加。为评估效果,我们采用最小抑菌浓度(MIC)检测经处理样品与未处理样品中致病菌的数量。初步结果表明,该方法是一种可行的、可替代合成防腐剂的方案,能显著降低干制肉类中的微生物负荷。

引言

干燥作为一种传统的食品保存方法,自古以来就被使用。如今,人们对干燥作为有效的食品保存方法的兴趣日益增长1,2,3。该方法被用于制作多种特殊加工的肉类食品,其中最著名的是肉干。

肉干是肉类保存的最古老方法之一,其原理是通过腌制和干燥来降低水分活度,从而延长保质期4。如今,作为一类腌制保存的肉制品,肉干仍然广受欢迎,食品安全、风味和质地至关重要。几乎所有类型的肉类都可用于制作肉干,包括牛肉、猪肉、禽肉或野味5,其制作过程需要将瘦肉切成条状并进行干燥。通常还会结合腌渍液浸泡或烟熏处理,以赋予肉干特有的风味6。

尽管干燥在真正实现食品保藏方面受到广泛关注,但因肉品干燥不充分而导致的产志贺毒素大肠杆菌(E. coli)食源性疾病暴发风险极为严重,亟需加以控制。已有若干研究报道了与E. coli O157:H7相关的食源性胃肠炎暴发事件,其原因在于家庭自制肉干过程中热处理不充分。类似案例甚至出现在商业加工的肉干产品中7

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方案

1. 肉类制备

  1. 从当地肉店获取一块牛短腰肉(来自biceps femoris的新鲜牛肉),并将其转移至实验室。
    注意:建议将牛腰肉在密闭袋中于常温(20 - 25 °C)下运输,时间不超过20分钟。
  2. 在超净安全柜中,为对牛肉肌肉外表面进行消毒,使用500 mL挤压瓶喷洒70%(v/v)乙醇处理10秒。每1 cm2肌肉表面积使用0.025 g乙醇。
  3. 用刀无菌地去除肉的外层表面,以避免乙醇残留在肌肉内部。去除约3 mm深的肌肉内部组织,以保持肌肉表面的均匀性。
  4. 将肌肉装入塑料密封袋中,并转移至冷冻柜。
  5. 在-18 °C下储存肌肉1天。随后,在4 °C下解冻6小时。
    注意:建议将肌肉从冷冻柜转移至冰箱中进行解冻。
  6. 在超净安全柜中,使用切肉机将每块肌肉切成厚度为0.5 cm的片状,然后用刀将其进一步切割成5 × 2.5 cm2的小矩形样品。
  7. 将矩形肉样装入塑料袋中密封,并在-18 °C下储存于冷冻柜中,以备后续使用。

2. 在层流安全柜中制备标准化接种物及接种操作

  1. 制备标准化接种物(1.5 × 108 CFU/mL)的 E. coli ATCC 25922 接种肉样。
      <....

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结果

我们先前首次采用牛至精油(OEO)开发了该方法,以提高干肉制品的安全性并增加其价值。总体而言,前期实验表明,大肠杆菌(E. coli)在干燥过程中会进入活的非可培养(VBNC)状态,作为一种生存策略。这一点可通过干燥结束后无法培养出细菌来证明22。因此,需要进行6小时的预增菌处理,以便对菌株进行计数。在更短的时间内,生长中的细胞数量仍然非常低。因此,结果均基于预增菌处理后的数据,并排除了原始接种样品(用于指示接种效率的对照,见Table 1)。总体而言,无需测试3 mL(0.057 mL/L 空气)的百里香精油(TEO)剂量,因为在我们之前的研究中22,经OEO处理后已无法检测到大肠杆菌(E. coli),且消费者评价其风味过于强烈。因此,测试了较低浓度的TEO,以确定其对大肠杆菌(E. coli)的最小抑菌浓度(MIC)。

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讨论

既往研究表明,引起食源性疾病的微生物可在干燥条件下存活10。因此,为确保食品安全,有必要在干燥前添加防腐剂。本研究聚焦于使用百里香精油(TEO)。原因有两点:首先,消费者对使用天然产品作为改善食品质量的替代性添加剂的需求日益增加16;其次,先前研究已证实,在肉类干燥过程中使用牛至精油(OEO)可取得良好效果22。因此,将牛至精油应用于肉类干燥的方法被拓展至其他精油的使用,以控制微生物负荷。

在之前的一项研究中,我们已测试使用OEO以提高干肉的食品安全性并增加其价值。我们先前的结果表明 E. coli 在肉制品干燥过程中,使用OEO成功抑制了其生长,因为 E. coli 在55 °C下干燥6小时后,加入1.5 mL(0.028 mL/L空气)OEO,可显著降低活菌数22在本研究中,我们采用TEO方法实施了该技术。结果表明,使用此方法可实现对VBNC的检测、计数.......

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

本工作由捷克生命科学大学热带农学学院内部研究资助项目(项目编号:20175013)和CIGA 20182023 两项资助共同支持。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
肉类切割机KalorikKP 3530来自美国佛罗里达州迈阿密花园
层流安全柜Faster s.r.l来自意大利
500 mL 挤压瓶Merci632 524 325 025来自捷克
标准实验室干燥器 UFE 400MemmertDE 66812464来自德国
培养箱BT 120N/A来自捷克
冰箱和冷冻柜BoschKGN34VW20G来自德国
密度计Biosan220 000 050 122来自拉脱维亚;供应商 Merci,捷克
Escherichia coli ATCC 25922OxoidCL7050来自捷克
涡旋振荡器Chromservis22008013来自捷克
15 mL 无菌塑料离心管Gama331 000 020 115来自捷克,供应商 Merci
20 mL 注射用小瓶Healthy vialhvft169来自中国
20 mm 无菌丁基橡胶塞Merci22008013来自捷克
20 mm 铝盖Healthy vialN/A来自中国
百里香精油Sigma AldrichW306509来自美国密苏里州圣路易斯
穆勒-欣顿肉汤OxoidCM0337来自捷克
NaClPenta16610-31000来自捷克
蛋白胨OxoidLP0034来自捷克
磷酸盐缓冲液Sigma AldrichP4417来自捷克
聚山梨酯 80(Tween 80)RothT 13502来自德国,供应商 P-lab
摇床 SHO-1DVerkonDH.WSR04020来自捷克,  转速 10 - 300 rpm,350 x 350 mm 平台,适用于烧瓶
70% 乙醇BiofermN/A来自捷克
麦康凯琼脂OxoidCM007来自捷克
平板计数琼脂OxoidCM0325来自捷克
滤纸Merci480 622 080 040来自捷克
250 mL 锥形瓶Simax610 002 122 636来自捷克;供应商 Merci 捷克
多通道移液器SocorexS852820来自瑞士;供应商 P lab,捷克
微量滴定板GammaV400916捷克
100–1000 μL 微量移液器Eppendorf333 120 000 062来自德国;供应商 Merci,捷克

参考文献

  1. 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).
  2. Mahmoud, B. S. M., et al.

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