El efecto de la aplicación de aceite esencial de tomillo en la carga microbiana durante el secado de la carne
14 de marzo de 2018
Microorganismos como Escherichia coli que contaminan productos cárnicos causan enfermedades transmitidas por los alimentos. El uso de aceites esenciales en el proceso de secado de carne no ha sido estudiado profundamente. Aquí, presentamos un novedoso método de la aplicación de aceite esencial de tomillo a la carne durante el secado para reducir la carga microbiana en la carne seca.
El objetivo general de este experimento es evaluar si el aceite esencial de tomillo, aplicado en fase de vapor, puede servir como conservante eficaz durante el proceso de secado de la carne. Este método puede ayudar a responder preguntas en el campo del procesamiento y la seguridad de los alimentos, como cómo aplicar eficazmente los conservantes naturales en lugar de los sintéticos. Las principales ventajas de esta técnica es que permite una distribución rápida y equitativa del aceite esencial de tomillo mientras la carne se seca y que todo el vapor se puede utilizar en volúmenes más bajos que en el caso de la aplicación de aceite líquido.
El uso de este método puede proporcionar información sobre la mejora de la seguridad y la calidad de la carne seca y también se puede aplicar para el tratamiento de otros productos alimenticios contra otros microorganismos desfavorables. Por lo general, las personas nuevas en este método tendrán dificultades porque los métodos de placa de caída utilizados para contar el número de bacterias requieren placas debidamente preparadas y práctica. Obtenga un lomo corto de carne de res de una carnicería local y transfiéralo al laboratorio en una bolsa sellada a temperatura ambiente dentro de los 20 minutos posteriores a la compra.
En una cabina de seguridad laminar, esterilice la superficie exterior del músculo de res con una aplicación de 10 segundos de etanol al 70%, rociado con una botella exprimible. Luego, usando una técnica estéril, corte la superficie exterior del músculo para que no quede etanol en la preparación. Luego, empaque el músculo en una bolsa sellada y congélelo durante un día a menos 18 grados centígrados.
Al día siguiente, descongele el músculo congelado a cuatro grados centígrados durante seis horas. Luego, en un gabinete de seguridad laminar, use un cortador de carne para hacer rodajas de 0,5 centímetros de grosor. Y reducir aún más el tamaño de las rodajas en muestras rectangulares de 5x2,5 centímetros cuadrados.
Para el almacenamiento, empaque las muestras en bolsas de plástico y guárdelas en el congelador. En una cabina de seguridad laminar, prepare un inóculo estandarizado de E. coli ATCC 25922 para inocular las muestras de carne. Para la inoculación, coloque al menos cuatro muestras en una hoja de papel de aluminio.
A continuación, cargue la misma cantidad de muestras en una segunda hoja de aluminio para que sirvan como controles no inoculados. A continuación, inocule cada muestra aplicando 400 microlitros de inóculo en un lado y extendiéndolo suavemente sobre la superficie con un esparcidor de células estéril. Luego, deje que las muestras se sequen durante 10 minutos.
A continuación, voltee las muestras con pinzas y repita el procedimiento hasta obtener un total de 800 microlitros de inóculo por muestra. Después de esto, verifique la eficiencia de la inoculación de dos de las muestras crudas inoculadas y dos controles no inoculados. Y el resto de las muestras, envuélvelas en papel de aluminio.
Lavar las muestras crudas en agua con peptona durante 10 minutos a temperatura ambiente con 140 rpm de agitación. Después del lavado, en una placa de microtitulación, haga cinco diluciones en serie de 10 veces el agua del baño que ahora contiene bacterias. A continuación, aplique cinco gotas de microlitros de cada dilución utilizando una pipeta multicanal en placas con agar MacConkey y agar de recuento de placas utilizando el método de gotas de 6x6.
Las gotas deben absorberse rápidamente en el agar. Para el cultivo de las diluciones por el método de gota de 6x6, asegúrese de que el agar de recuento de placas y las placas de agar MacConkey se sequen adecuadamente para que las gotas se absorban rápidamente en el agar. A continuación, cultive las placas inoculadas a 37 grados centígrados durante 24 horas.
Prepare un horno de secado de carne para la aplicación de aceite esencial de tomillo por vapor. Remoje un papel de filtro de 12x20 centímetros con el volumen deseado de TEO que contenga 79% de timol. Ahora tome las muestras que quedan en el papel de aluminio y transfiéralas junto con el papel de filtro al horno de secado preparado con TEO para que se sequen durante seis horas.
Paralelamente, trate un conjunto de muestras de control en un horno de secado de carne sin TEO. Después del secado, para evaluar la supervivencia de E. coli en las muestras tratadas con bacterias, repita el mismo procedimiento de lavar las muestras en agua con peptona con un altercado. En este caso, después de los 10 minutos de agitación, transfiera las muestras en el baño a una incubadora a 37 grados centígrados para una incubación previa al enriquecimiento de seis horas.
Después del enriquecimiento previo, haga cinco diluciones de 10 veces del agua de baño como antes. A continuación, utilice el método de gota de 6x6 para plantar las diluciones en las placas de detección e incubar las placas durante 24 horas. Al día siguiente, determine las unidades formadoras de colonias por gramo de carne.
Examine las placas para detectar la presencia de bacterias aeróbicas mesófilas que aparecen como manchas blancas en el agar de recuento de placas, y cuente las colonias típicas de E. coli en el agar MacConkey que aparecen de rojo a rosa oscuro. Para analizar los datos microbiológicos, convierta los recuentos en el logaritmo de las UFC por gramo y utilice un análisis de variantes para determinar los principales efectos del tratamiento. Durante el proceso de secado, no se elimina toda la E. coli.
Algunas bacterias entran en un estado viable pero no cultivable. Por lo tanto, cuando la carne se almacena incorrectamente a altas temperaturas y/o humedad, estas bacterias pueden volver a ser viables y potencialmente dañar a los consumidores. El tratamiento de la carne con diferentes dosis de TEO durante el secado podría eliminar total o parcialmente E. coli.
Se determinó el número de bacterias aerobias mesófilas y bacilos entéricos en muestras de carne en placas de PCA y MCA. Cuando se aplicaron 1,5 mililitros de TEO, no se observó crecimiento de bacterias incluso después de una fase de preenriquecimiento de seis horas. Esta dosis corresponde a 0,028 mililitros de vapor TEO por litro de aire.
Después de ver este video, debe tener una buena comprensión de cómo tratar la carne con la fase de vapor de aceites esenciales durante el secado y evaluar la cantidad de bacterias viables en el producto final. Además de este procedimiento, se pueden realizar otros métodos como la evaluación sensorial y el análisis de GC para responder preguntas adicionales sobre la aceptabilidad del producto final por parte del consumidor y la cantidad de residuos de aceite esencial de tomillo. No olvide que trabajar con un cortador de carne y bacterias patógenas puede ser peligroso, y siempre se deben tomar precauciones como el uso de equipo de protección adecuado y el uso de una cabina de seguridad laminar.
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Resumen
Este estudio investiga la aplicación de aceite esencial de tomillo en fase de vapor durante el proceso de secado de carne para reducir la contaminación microbiana. El método tiene como objetivo mejorar la seguridad alimentaria al ofrecer una alternativa natural a los conservantes sintéticos.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Seguridad alimentaria
- Contaminación microbiana
- Conservantes naturales
Antecedentes
- Las enfermedades transmitidas por alimentos a menudo son causadas por microorganismos como Escherichia coli.
- Los aceites esenciales tienen potencial como conservantes naturales, pero su uso en el procesamiento de carne está poco investigado.
- El aceite esencial de tomillo podría ofrecer una solución para mejorar la seguridad de la carne.
- Los métodos actuales de aplicación de conservantes suelen implicar aceites líquidos, que pueden ser menos eficientes.
Objetivo del estudio
- Evaluar la eficacia del aceite esencial de tomillo en forma de vapor durante el secado de la carne.
- Explorar alternativas naturales a los conservantes sintéticos en el procesamiento de alimentos.
- Mejorar la seguridad y calidad de los productos cárnicos secos.
Métodos Utilizados
- Aplicación de aceite esencial de tomillo en fase de vapor durante el proceso de secado.
- Uso del método de placa de gota para contar colonias bacterianas.
- Preparación de muestras de carne de res provenientes de una carnicería local.
- Evaluación de la reducción de la carga microbiana en carne seca.
Resultados Principales
- El método de aplicación por vapor permite una distribución rápida y uniforme del aceite esencial de tomillo.
- Se requieren volúmenes menores de aceite esencial en comparación con las aplicaciones líquidas.
- El método muestra potencial para mejorar la seguridad de los productos cárnicos secos.
- Aplicabilidad potencial a otros productos alimenticios frente a diversos microorganismos.
Conclusiones
- El aceite esencial de tomillo en fase de vapor es un conservante natural eficaz.
- Este método puede mejorar la seguridad y calidad alimentaria en el procesamiento de carnes.
- Se necesita más investigación para optimizar las técnicas de aplicación.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Este estudio demuestra un enfoque conservador natural mediante el uso de vapor de aceite esencial de tomillo para reducir la carga microbiana en el secado de carne, abordando los desafíos de seguridad alimentaria en el desarrollo de productos a base de proteínas. El método permite una reducción de riesgos mecanicista al evaluar la eficacia antimicrobiana mediante análisis cuantitativo de unidades formadoras de colonias, ofreciendo una confianza predictiva en las estrategias de conservación. Proporciona un marco escalable y reproducible para evaluar aditivos naturales en procesos industriales de alimentos, relevante para decisiones en fases iniciales de formulación y extensión de la vida útil.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite investigar los mecanismos antimicrobianos mediante la prueba del vapor de aceites esenciales frente a la contaminación por Escherichia coli en matrices cárnicas.
- Valor operativo: Utiliza la preparación estandarizada del inóculo y la cuantificación por placa de gotas para evaluar de manera reproducible la carga microbiana.
- Valor predictivo: Apoya las decisiones de aceptación o rechazo de conservantes naturales mediante la medición de la reducción logarítmica en UFC/g tras el tratamiento y la pre-enriquecimiento.
Desarrollo de Pruebas y Tamizaje
- Listo para el ensayo: Establece un flujo de trabajo validado utilizando MacConkey y agar para recuento en placa para la detección selectiva de bacilos entéricos y aerobios mesófilos.
- Resultado cuantitativo: Genera datos de UFC/g transformados logarítmicamente, lo que permite la comparación estadística entre dosis de tratamiento mediante análisis de varianza.
- Escalabilidad: Diseñado para conjuntos de tratamiento y control en paralelo, lo que permite la evaluación de respuesta a dosis de volúmenes de aceites esenciales en fase de vapor.
Investigación Traductiva y Preclínica
- Continuidad Translacional: Conecta las pruebas de eficacia en fase de descubrimiento con la aplicación práctica en la preservación de alimentos, aportando información para el avance ajustado al riesgo de aditivos naturales.
- Sistema Relevante para Enfermedades: Utiliza carne de res inoculada con E. coli ATCC 25922 como modelo para la mitigación de patógenos transmitidos por alimentos.
- Reducción Mecanicista de Riesgos: Evalúa si el tratamiento previene la reactivación del estado viable pero no cultivable bajo condiciones de almacenamiento, una preocupación clave de seguridad.
Integración de la Línea de Producción y Flujo de Trabajo
El método se integra en las fases iniciales del descubrimiento hasta los flujos de trabajo preclínicos al proporcionar un ensayo estandarizado para evaluar la eficacia del conservante, apoyar la identificación de compuestos naturales prometedores y permitir decisiones de avance basadas en datos.
- Biología del Descubrimiento: Evalúa la hipótesis de que el vapor de aceite esencial de tomillo reduce la carga microbiana durante el secado, lo que apoya la aclaración de la vía de acción antimicrobiana.
- Tamizaje: Proporciona recuentos microbianos cuantitativos y reproducibles para comparar muestras tratadas frente a controles en diferentes concentraciones de aceite esencial.
- Análisis: Emplea la conversión a log CFU/g y ANOVA para determinar la significancia estadística de los efectos del tratamiento, permitiendo comparaciones objetivas entre condiciones.
- Investigación Traducional: Conecta la eficacia del secado a escala de laboratorio con resultados reales de seguridad al evaluar la supervivencia bacteriana tras el enriquecimiento.
- Reutilización Empresarial: Establece una plataforma reutilizable para tamizar otros aceites esenciales o compuestos naturales frente a patógenos transmitidos por alimentos en diversas matrices.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Reduce la ambigüedad mecanicista al vincular la aplicación en fase de vapor a la inhibición medible de E. coli y aerobios mesófilos.
- Valor operativo: Asegura la estandarización mediante manipulación laminar, inóculo estandarizado y metodología validada de placas por goteo.
- Valor estratégico: Mejora la eficiencia del capital al identificar conservantes naturales de bajo volumen efectivos, reduciendo la dependencia de alternativas sintéticas.
- Impacto en la cartera: Permite la priorización ajustada al riesgo de estrategias de conservación basada en datos empíricos de reducción de carga microbiana.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en técnicas asépticas, cultivo bacteriano y manipulación segura de cepas patógenas como E. coli.
- Depende de cabinas de seguridad laminar, incubadoras y equipos de precisión para la siembra en microgotas y diluciones seriadas.
- Necesita estandarización entre equipos en la preparación del inóculo, condiciones de secado y protocolos de lectura de placas.
- Implica consideraciones de adaptación al aplicar la administración en fase de vapor a diferentes matrices alimentarias o compuestos de aceites esenciales.
- Está limitado por la necesidad de pasos de preenriquecimiento para detectar bacterias viables pero no cultivables, lo que puede prolongar los tiempos.
