Wpływ stosowania olejku eterycznego z tymianku na obciążenie mikrobiologiczne podczas suszenia mięsa
14 marca 2018
Mikroorganizmy, takie jak Escherichia coli, które zanieczyszczają produkty mięsne, powodują choroby przenoszone drogą pokarmową. Zastosowanie olejków eterycznych w procesie suszenia mięsa nie zostało dogłębnie zbadane. W tym miejscu przedstawiamy nowatorską metodę nakładania olejku eterycznego z tymianku na mięso podczas suszenia w celu zmniejszenia obciążenia mikrobiologicznego w suszonym mięsie.
Ogólnym celem tego eksperymentu jest ocena, czy olejek eteryczny z tymianku, stosowany w fazie gazowej, może służyć jako skuteczny środek konserwujący podczas procesu suszenia mięsa. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na pytania z zakresu przetwarzania i bezpieczeństwa żywności, takie jak to, jak skutecznie stosować naturalne konserwanty zamiast syntetycznych. Główną zaletą tej techniki jest to, że umożliwia szybkie i równomierne rozprowadzenie olejku eterycznego z tymianku podczas wysychania mięsa oraz to, że cała para może być używana w mniejszych ilościach niż w przypadku aplikacji oleju płynnego.
Zastosowanie tej metody może dostarczyć informacji na temat poprawy bezpieczeństwa i jakości suszonego mięsa, a także może być stosowane do obróbki innych produktów spożywczych przeciwko innym niekorzystnym mikroorganizmom. Ogólnie rzecz biorąc, osoby, które dopiero zaczynają korzystać z tej metody, będą miały trudności, ponieważ metody kropli stosowane do liczenia liczby bakterii wymagają odpowiednio przygotowanych płytek i praktyki. Zdobądź krótki polędwica wołowa z lokalnej rzeźni i przenieś ją do laboratorium w szczelnie zamkniętej torbie w temperaturze otoczenia w ciągu 20 minut od zakupu.
W komorze bezpieczeństwa laminarnego wysterylizuj zewnętrzną powierzchnię mięśnia wołowego za pomocą 10-sekundowej aplikacji 70% etanolu, rozpylonego z wyciskanej butelki. Następnie, stosując sterylną technikę, należy wyciąć zewnętrzną powierzchnię mięśnia, tak aby na preparacie nie pozostał etanol. Następnie zapakuj mięsień do szczelnie zamkniętej torby i zamroź go na jeden dzień w temperaturze minus 18 stopni Celsjusza.
Następnego dnia rozmrozić zamrożony mięsień w temperaturze czterech stopni Celsjusza przez sześć godzin. Następnie w szafie bezpieczeństwa laminarnego użyj noża do mięsa, aby zrobić plastry o grubości 0,5 centymetra. I dalej zmniejsz rozmiar plasterków do prostokątnych próbek o wymiarach 5x2,5 centymetra kwadratowego.
Do przechowywania zapakuj próbki do plastikowych toreb i przechowuj je w zamrażarce. W komorze bezpieczeństwa laminarnego przygotuj standaryzowane inokulum E. coli ATCC 25922 w celu zaszczepienia próbek mięsa. W celu zaszczepienia należy ułożyć co najmniej cztery próbki na arkuszu folii aluminiowej.
Następnie załaduj tyle samo próbek na drugi arkusz folii, aby służyły jako niezaszczepione kontrole. Następnie zaszczepij każdą próbkę, nakładając 400 mikrolitrów inokulum z jednej strony i delikatnie rozprowadzając go po powierzchni za pomocą sterylnego rozsiewacza komórek. Następnie pozostaw próbki do wyschnięcia na 10 minut.
Następnie odwróć próbki pęsetą i powtórz procedurę, aby uzyskać łącznie 800 mikrolitrów inokulum na próbkę. Następnie należy sprawdzić skuteczność inokulacji dwóch zaszczepionych próbek surowych i dwóch niezaszczepionych próbek kontrolnych. A resztę próbek zawiń w folię.
Myć surowe próbki w wodzie peptonowej przez 10 minut w temperaturze pokojowej z prędkością 140 obr./min. Po umyciu, na płytce do mikromiareczkowania, wykonaj pięć 10-krotnych seryjnych rozcieńczeń wody do kąpieli, która teraz zawiera bakterie. Następnie nanieść pięć mikrolitrów kropli każdego rozcieńczenia za pomocą pipety wielokanałowej na płytki z agarem MacConkey i agarem do liczenia płytek metodą kropli 6x6.
Krople powinny szybko wchłonąć się w agar. W przypadku uprawy rozcieńczeń metodą kropli 6x6 należy upewnić się, że agar do liczenia płytek i płytki agarowe MacConkey są odpowiednio wysuszone, aby krople szybko wchłonęły się do agaru. Następnie hoduj zaszczepione płytki w temperaturze 37 stopni Celsjusza przez 24 godziny.
Przygotuj piec do suszenia mięsa do aplikacji olejku eterycznego z tymianku za pomocą pary. Namocz bibułę filtracyjną o wymiarach 12x20 centymetrów z żądaną objętością TEO zawierającą 79% tymolu. Teraz należy pobrać próbki pozostawione w folii i przenieść je wraz z bibułą filtracyjną do przygotowanego pieca suszącego z TEO w celu wyschnięcia przez sześć godzin.
Równolegle należy poddać obróbce zestaw kontrolny próbek w piecu do suszenia mięsa bez TEO. Po wysuszeniu, aby ocenić przeżywalność E. coli w próbkach poddanych działaniu bakterii, należy powtórzyć tę samą procedurę mycia próbek w wodzie peptonowej z jedną zmianą. W takim przypadku, po 10 minutach wstrząsania, przenieść próbki w kąpieli do inkubatora w temperaturze 37 stopni Celsjusza na sześciogodzinną inkubację ze wstępnym wzbogacaniem.
Po wstępnym wzbogaceniu należy wykonać pięć 10-krotnych rozcieńczeń wody do kąpieli, tak jak poprzednio. Następnie użyj metody kropli 6x6, aby umieścić rozcieńczenia na płytkach detekcyjnych i inkubować płytki przez 24 godziny. Następnego dnia określ liczbę jednostek tworzących kolonię na gram mięsa.
Zbadaj płytki pod kątem obecności mezofilnych bakterii tlenowych, które pojawiają się jako białe plamy na agarze do liczenia płytek, i policz typowe kolonie E. coli na agarze MacConkey, które wydają się być czerwone do ciemnoróżowych. Aby przeanalizować dane mikrobiologiczne, przelicz liczby na logarytm CFU na gram i użyj analizy wariantów w celu określenia głównych skutków leczenia. Podczas procesu suszenia nie wszystkie bakterie E. coli są eliminowane.
Niektóre bakterie wchodzą w stan zdolny do życia, ale nie nadający się do hodowli. Tak więc, gdy mięso jest niewłaściwie przechowywane w wysokiej temperaturze i/lub wilgotności, bakterie te mogą ponownie stać się żywotne i potencjalnie zaszkodzić konsumentom. Traktowanie mięsa różnymi dawkami TEO podczas suszenia może całkowicie lub częściowo wyeliminować E. coli.
Liczbę mezofilnych bakterii tlenowych i pałeczek jelitowych w próbkach mięsa oznaczono na płytkach PCA i MCA. Po zastosowaniu 1,5 mililitra TEO nie zaobserwowano wzrostu bakterii nawet po sześciogodzinnej fazie wstępnego wzbogacania. Dawka ta odpowiada 0,028 mililitra pary TEO na litr powietrza.
Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak traktować mięso z fazą parową olejków eterycznych podczas suszenia i ocenić liczbę żywych bakterii w produkcie końcowym. Oprócz tej procedury można przeprowadzić inne metody, takie jak ocena sensoryczna i analiza GC, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania dotyczące akceptowalności produktu końcowego przez konsumentów i ilości pozostałości olejku eterycznego z tymianku. Nie zapominaj, że praca z krajalnicą do mięsa i bakteriami chorobotwórczymi może być niebezpieczna i zawsze należy podjąć środki ostrożności, takie jak noszenie odpowiedniego sprzętu ochronnego i korzystanie z szafy bezpieczeństwa Laminar.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejsze badanie analizuje zastosowanie olejku eterycznego z tymianku w fazie gazowej podczas procesu suszenia mięsa w celu ograniczenia kontaminacji mikrobiologicznej. Metoda ta ma na celu zwiększenie bezpieczeństwa żywności poprzez zapewnienie naturalnej alternatywy dla syntetycznych konserwantów.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Bezpieczeństwo żywności
- Kontaminacja mikrobiologiczna
- Naturalne konserwanty
Wprowadzenie
- Choroby przenoszone przez żywność są często wywoływane przez mikroorganizmy takie jak Escherichia coli.
- Olejki eteryczne wykazują potencjał jako naturalne konserwanty, jednak są słabo przebadane w kontekście przetwarzania mięsa.
- Olejek eteryczny z tymianku może stanowić rozwiązanie poprawiające bezpieczeństwo mięsa.
- Obecne metody stosowania konserwantów często opierają się na olejkach w formie płynnej, co może być mniej wydajne.
Cel badania
- Ocena skuteczności olejku eterycznego z tymianku w formie par podczas suszenia mięsa.
- Badanie naturalnych alternatyw dla syntetycznych konserwantów w przetwarzaniu żywności.
- Poprawa bezpieczeństwa i jakości produktów z suszonego mięsa.
Zastosowane metody
- Zastosowanie olejku eterycznego z tymianku w fazie gazowej podczas procesu suszenia.
- Wykorzystanie metody siewania kropelkowego do liczenia kolonii bakterii.
- Przygotowanie próbek wołowiny pochodzących z lokalnego sklepu mięsnego.
- Ocena redukcji ładunku mikrobiologicznego w suszonym mięsie.
Główne wyniki
- Metoda aplikacji w formie oparów umożliwia szybkie i równomierne rozprowadzenie olejku eterycznego z tymianku.
- Wymagane są mniejsze objętości olejku eterycznego w porównaniu do aplikacji w formie ciekłej.
- Metoda ta wykazuje potencjał w zakresie zwiększania bezpieczeństwa produktów mięsnych suszonych.
- Potencjalna możliwość zastosowania w innych produktach spożywczych przeciwko różnym mikroorganizmom.
Wnioski
- Olejek eteryczny z tymianku w fazie gazowej jest skutecznym naturalnym konserwantem.
- Metoda ta może poprawić bezpieczeństwo i jakość żywności w przetwórstwie mięsnym.
- Dalsze badania są niezbędne w celu optymalizacji technik aplikacji.
Często zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Niniejsze badanie przedstawia metodę zastosowania naturalnego konserwantu z wykorzystaniem oparów olejku eterycznego z tymianku w celu redukcji obciążenia mikrobiologicznego podczas suszenia mięsa, rozwiązując problemy związane z bezpieczeństwem żywności w procesie opracowywania produktów białkowych. Metoda ta wspiera ograniczanie ryzyka mechanistycznego poprzez ocenę skuteczności przeciwdrobnoustrojowej za pomocą ilościowej analizy jednostek tworzących kolonie, zapewniając pewność prognostyczną w strategiach konserwacji. Stanowi ona skalowalną i powtarzalną strukturę oceny naturalnych dodatków w procesach przetwarzania żywności, istotną dla wczesnych etapów formulacji oraz decyzji dotyczących przedłużania okresu przydatności do spożycia.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju BioPharmy
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia badanie mechanizmów przeciwdrobnoustrojowych poprzez testowanie oparów olejków eterycznych w odniesieniu do zanieczyszczenia mięsa bakteriami Escherichia coli.
- Wartość operacyjna: Wykorzystuje standaryzowane przygotowanie inokulum oraz metodę ilościową kropelkową w celu powtarzalnej oceny ładunku mikrobiologicznego.
- Wartość prognostyczna: Wspiera podejmowanie decyzji o zastosowaniu naturalnych konserwantów poprzez pomiar redukcji logarytmicznej CFU/g po zastosowaniu obróbki i wstępnym namnażaniu.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Gotowość analizy: Ustanawia zwalidowany schemat postępowania z wykorzystaniem agaru MacConkey oraz agaru dla liczby colonyjnej w celu selektywnej detekcji pałeczek jelitowych oraz aerobów mezofilnych.
- Wynik ilościowy: Generuje dane CFU/g po transformacji logarytmicznej, umożliwiające statystyczne porównanie różnych dawek preparatu za pomocą analizy wariancji.
- Skalowalność: Zaprojektowany dla równoległych zestawów badawczych i kontrolnych, wspierający przesiewowe badanie zależności dawka-odpowiedź dla objętości olejków eterycznych w fazie par.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Ciągłość translacyjna: Łączy testy skuteczności z fazy odkrycia z praktycznym zastosowaniem w konserwowaniu żywności, umożliwiając dostosowany do ryzyka rozwój naturalnych dodatków.
- System istotny dla patogenezy: Wykorzystuje wołowinę zaszczepioną E. coli ATCC 25922 jako model ograniczania patogenów przenoszonych przez żywność.
- Mechanistyczna redukcja ryzyka: Ocenia, czy zastosowana metoda zapobiega reaktywacji stanu żywych, ale niehodowalnych mikroorganizmów w warunkach przechowywania, co stanowi kluczowy problem w zakresie bezpieczeństwa.
Integracja potoków i przepływów pracy
Metoda ta wpisuje się w procesy od wczesnego etapu odkrywania do badań przedklinicznych, zapewniając znormalizowany test oceny skuteczności konserwantów, wspierając identyfikację wiodących związków naturalnych oraz umożliwiając podejmowanie decyzji o dalszym rozwoju w oparciu o dane.
- Biologia odkrywcza: Weryfikacja hipotezy, według której opary olejku eterycznego z tymianku redukują ładunek drobnoustrojów podczas suszenia, co wspiera wyjaśnienie mechanizmu działania przeciwdrobnoustrojowego.
- Przesiewanie: Dostarcza powtarzalnych, ilościowych wartości zliczeń drobnoustrojów w celu porównania próbek traktowanych z kontrolnymi przy różnych dawkach olejku eterycznego.
- Analityka: Wykorzystanie konwersji log CFU/g oraz analizy ANOVA do określenia istotności statystycznej efektów zabiegu, co umożliwia obiektywne porównanie warunków.
- Badania translacyjne: Powiązanie skuteczności suszenia w skali laboratoryjnej z rzeczywistymi wynikami w zakresie bezpieczeństwa poprzez ocenę przeżywalności bakterii po wzbogaceniu.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Stworzenie platformy wielokrotnego użytku do przesiewania innych olejków eterycznych lub związków naturalnych przeciwko patogenom przenoszonym przez żywność w różnych macierzach.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Redukuje niejednoznaczność mechanistyczną poprzez powiązanie aplikacji w fazie gazowej z mierzalnym hamowaniem wzrostu E. coli oraz mezofilnych aerobów.
- Wartość operacyjna: Zapewnia standaryzację dzięki laminarnemu obchodzeniu się z próbkami, zestandaryzowanemu inokulum oraz zwalidowanej metodologii siewu kropelkowego.
- Wartość strategiczna: Poprawia efektywność kapitałową poprzez identyfikację skutecznych, niskowolumenowych naturalnych konserwantów, zmniejszając zależność od alternatyw syntetycznych.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację strategii konserwacji z uwzględnieniem ryzyka w oparciu o empiryczne dane dotyczące redukcji ładunku mikrobiologicznego.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymaga doświadczenia w zakresie techniki aseptycznej, hodowli bakterii oraz bezpiecznego obchodzenia się ze szczepami patogennymi, takimi jak E. coli.
- Zależy od dostępu do szaf laminarnych, inkubatorów oraz precyzyjnego sprzętu do wysiewania mikrokropel i rozcieńczeń seryjnych.
- Wymaga standaryzacji przygotowania inokulum, warunków suszenia oraz protokołów odczytu płytek pomiędzy zespołami.
- Konieczne jest uwzględnienie adaptacji przy zastosowaniu dostarczania w fazie gazowej do różnych matryc żywnościowych lub związków olejków eterycznych.
- Ograniczone przez konieczność stosowania etapów wstępnego namnażania w celu wykrycia bakterii żywych, ale niezdolnych do hodowli, co może wydłużyć czas trwania analizy.
