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 dotyczy zastosowania olejku eterycznego z tymianku w fazie pary podczas procesu suszenia mięsa w celu zmniejszenia skażenia mikrobiologicznego. Metoda ma na celu poprawę bezpieczeństwa żywności poprzez zapewnienie naturalnej alternatywy dla syntetycznych środków konserwujących.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Bezpieczeństwo żywności
- Skażenie mikrobiologiczne
- Naturalne środki konserwujące
Tło
- Choroby przenoszone przez żywność są często powodowane przez mikroorganizmy takie jak Escherichia coli.
- Olejki eteryczne mają potencjał jako naturalne środki konserwujące, ale są niedostatecznie badane w przetwórstwie mięsa.
- Olejek eteryczny z tymianku może być rozwiązaniem dla poprawy bezpieczeństwa mięsa.
- Obecne metody stosowania środków konserwujących często polegają na użyciu olejów w stanie ciekłym, które mogą być mniej skuteczne.
Cel badania
- Ocena skuteczności olejku eterycznego z tymianku w fazie pary podczas suszenia mięsa.
- Poszukiwanie naturalnych alternatyw dla syntetycznych środków konserwujących w przetwórstwie żywności.
- Poprawa bezpieczeństwa i jakości suszonych produktów mięsnych.
Stosowane metody
- Zastosowanie olejku eterycznego z tymianku w fazie pary podczas procesu suszenia.
- Zastosowanie metod płyt kroplowych do liczenia kolonii bakterii.
- Przygotowanie próbek wołowiny od lokalnego rzeźnika.
- Ocena zmniejszenia ładunku mikrobiologicznego w suszonym mięsie.
Główne wyniki
- Metoda zastosowania w fazie pary pozwala na szybkie i jednolite rozprowadzanie olejku eterycznego z tymianku.
- Wymagana jest mniejsza ilość olejku w porównaniu do aplikacji w stanie ciekłym.
- Metoda wydaje się obiecująca dla poprawy bezpieczeństwa suszonych produktów mięsnych.
- Możliwość zastosowania do innych produktów spożywczych przeciwko różnym mikroorganizmom.
Wnioski
- Olejek eteryczny z tymianku w fazie pary jest skutecznym naturalnym środkiem konserwującym.
- Ta metoda może poprawić bezpieczeństwo i jakość żywności w przetwórstwie mięsa.
- Wymagane jest dalsze badanie w celu optymalizacji techniki aplikacji.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
This study demonstrates a natural preservative approach using thyme essential oil vapor to reduce microbial load in meat drying, addressing food safety challenges in protein-based product development. The method supports mechanistic de-risking by evaluating antimicrobial efficacy through quantitative colony-forming unit analysis, offering predictive confidence in preservation strategies. It provides a scalable, reproducible framework for assessing natural additives in food processing pipelines, relevant to early-stage formulation and shelf-life extension decisions.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of antimicrobial mechanisms by testing essential oil vapor against Escherichia coli contamination in meat matrices.
- Operational Value: Uses standardized inoculum preparation and drop plate quantification for reproducible microbial load assessment.
- Predictive Value: Supports go/no-go decisions on natural preservatives by measuring log reduction in CFU/g after treatment and pre-enrichment.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Establishes a validated workflow using MacConkey and plate count agar for selective detection of enteric bacilli and mesophilic aerobes.
- Quantitative Output: Generates log-transformed CFU/g data enabling statistical comparison across treatment doses via analysis of variance.
- Scalability: Designed for parallel treatment and control sets, supporting dose-response screening of essential oil volumes in vapor phase.
Translational & Preclinical Research
- Translational Continuity: Bridges discovery-phase efficacy testing with practical application in food preservation, informing risk-adjusted advancement of natural additives.
- Disease-Relevant System: Uses beef inoculated with E. coli ATCC 25922 as a model for foodborne pathogen mitigation.
- Mechanistic De-risking: Evaluates whether treatment prevents viable but nonculturable state reactivation under storage conditions, a key safety concern.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within early discovery to preclinical workflows by providing a standardized assay for evaluating preservative efficacy, supporting lead identification of natural compounds, and enabling data-driven advancement decisions.
- Discovery Biology: Tests hypothesis that thyme essential oil vapor reduces microbial load during drying, supporting pathway clarification of antimicrobial action.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative microbial counts to compare treated vs. control samples across essential oil doses.
- Analytics: Employs log CFU/g conversion and ANOVA to determine statistical significance of treatment effects, enabling objective condition comparison.
- Translational Research: Connects lab-scale drying efficacy to real-world safety outcomes by assessing post-enrichment bacterial survival.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for screening other essential oils or natural compounds against foodborne pathogens in various matrices.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Reduces mechanistic ambiguity by linking vapor-phase application to measurable inhibition of E. coli and mesophilic aerobes.
- Operational Value: Ensures standardization through laminar handling, standardized inoculum, and validated drop plate methodology.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by identifying effective low-volume natural preservatives, reducing reliance on synthetic alternatives.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of preservation strategies based on empirical microbial load reduction data.
Implementation Considerations
- Requires expertise in aseptic technique, bacterial culture, and safe handling of pathogenic strains like E. coli.
- Depends on laminar safety cabinets, incubators, and precision equipment for microdrop plating and serial dilution.
- Necessitates cross-team standardization of inoculum preparation, drying conditions, and plate reading protocols.
- Involves adaptation considerations when applying vapor-phase delivery to different food matrices or essential oil compounds.
- Limited by the need for pre-enrichment steps to detect viable but nonculturable bacteria, which may extend timelines.
