Effekten av tillämpningen av Timjan eterisk olja på mikrobiell belastning under kött torkning
Summary
Mikroorganismer som Escherichia coli som förorena köttprodukter orsaka livsmedelsburna sjukdomar. Användningen av eteriska oljor i kött torkningen har inte studerats djupt. Här presenterar vi en ny metod att använda Timjan eterisk olja kött under torkningen för att minska mikrobiell belastning i torkat kött.
Abstract
Kött är en proteinrik måltid som används vid framställning av ryckiga, en populär mat mellanmål, där bevarandet och säkerhet är viktigt. Att garantera livsmedelssäkerhet och för att förlänga hållbarheten av kött och köttprodukter, användning av antingen syntetiska eller naturliga konserveringsmedel har tillämpats på kontroll och eliminera livsmedelsburna bakterier. Ett växande intresse för tillämpningen av naturlig mat tillsatser för kött har ökat. Mikroorganismer, till exempel Escherichia coli, förorena kött och köttprodukter, orsakar epidemier. Därför är det nödvändigt att förbättra konservera kött. Emellertid, användning av eteriska oljor när köttet är som torkas djupt studerats. I detta sammanhang finns det en möjlighet att öka värdet av torkat kött och minska risken för livsmedelsburna sjukdomar genom att applicera eteriska oljor under torkningen. I detta protokoll presenterar vi en ny metod att använda Timjan eterisk olja (TEO) under kött torkning, särskilt i ånga form direkt i en snabbtorkande kammare. För utvärdering använder vi Minimal hämmande koncentration (MIC) för att identifiera antalet skadliga bakterier i de behandlade proverna jämfört med raw-prover. De preliminära resultaten visar att denna metod är en livskraftig och alternativa alternativ till syntetiska konserveringsmedel och att det avsevärt minskar mikrobiell belastning i torkat kött.
Introduction
Uttorkning som en traditionell metod att bevara livsmedel har använts sedan urminnes tider. Numera finns det ett växande intresse för torkning som en effektiv metod för mat bevarande1,2,3. Det används för att göra en mängd särskilt charkuteriprodukter. En av de mest välkända är ryckig.
Ryckiga, en av de äldsta metoderna för konservering av kött, är baserad på härdning och torkning till lägre vattenaktivitet och därför att förlänga dess hållbarhet4. Nuförtiden, ryckig som en konserverad rökt kött är fortfarande mycket populär, där livsmedelssäkerhet, smak och konsistens är avgörande. Ryckig gång sedan kan användas för nästan alla typer av kött, inklusive nötkött, griskött, fjäderfä eller spelet5, och det kräver hacka köttet i lean remsor och torka. Vanligtvis marinering köttet i en härdning lösning eller rökning används tillsammans med torkning ge ryckiga dess karakteristiska smak6.
Trots det stora intresset för torkning för att verkligen bevara mat, risken för livsmedelsburna utbrott av E. coli från dåligt torkat kött är kritisk och måste kunna styras. Det finns vissa studier som rapportering livsmedelsburna gastroenterit utbrott särskilt med E. coli O157: H7, tillskrivs otillräcklig värme bearbetning under hem-torkning. Liknande fall har förekommit även i kommersiellt beredd ryckig7,8,9. Levine et al. 10 föreslås att livsmedelsburna mikroorganismer kan överleva måttlig uttorkning villkor (ca 60 ° C) används av kommersiella ryckig producenter. E. coli O157: H7 utbrott av livsmedelsburna sjukdomar i mitten av 1990-talet tillskrevs marken torkat kött produkter6,11. Intressant, i alla tidigare fall orsakas den huvudsakliga risken av bakteriella patogener erkänd som livskraftiga men icke-odlingsbara (VBNC). Under olika påfrestningar såsom förändringar i temperatur eller svält, kunde E. coli celler ange en viss stat kallas VBNC staten12,13. VBNC cellerna kan sedan vara återupplivat tillbaka till odlingsbara celler av exponering för lämpliga villkor och sedan presentera ett hot mot människors hälsa på grund av livsmedelsburna kontaminering14,15. Detta innebär att om köttet konsumeras omedelbart efter torkning produkten det är säkert. Vid otillräcklig lagring, såsom ökad luftfuktighet, finns det dock en hög risk för reaktivering av patogener och mikrobiell tillväxt.
Förutom torkning och marinad metoder finns det en stor efterfrågan från konsumenterna att använda naturliga produkter som ett alternativ till tillsatser för att förbättra livsmedels kvalitet16,17. Det har varit ett särskilt intresse för tillämpning av naturlig mat tillsatser för kött istället för klassisk syntetiska konserveringsmedel18,19,20,21. Även om det finns en brist på tillräckliga experimentella bevis i användningen av eteriska oljor när du torkar köttet, visar tidig forskning inom detta område redan positiva resultat22,23.
Sedan medeltiden har människor erkänt eterisk olja föreningar (EOCs) för deras antimikrobiella, insektsbekämpning och antiparasitära egenskaperna24,25,26. EOCs är idag del av en av den viktigaste gruppen av naturliga bioaktiva föreningar. Bland de olika EOCs är tymol en av de mest kända. Den består av mer än 85% av TEO23. Detta fenol förhindrar mikrobiell och kemiska försämring när livsmedel. Dessutom kan dess antibakteriella egenskaper förbättras i kombination med andra naturliga konserveringsmedel2,27,28,29,30. Nuförtiden, timjan (Thymus vulgaris), en ört som tillhör familjen Kransblommiga växter , har erkänts som ett aromämne samt en mycket effektiv kött konserverande31. En studie av García-Díez et al. 30 på köttprodukter hittade att TEO visas ett bredare hämning mönster mot livsmedelsburna patogener jämfört med andra eteriska oljor. Därför finns det en möjlighet att öka värdet av torkat kött och minska risken för livsmedelsburna sjukdomar genom att applicera eteriska oljor under torkningen.
I detta protokoll, vi presenterar en ny metod att använda TEO under kött torkning, specifikt använder det i ånga form direkt i en torkning kammare. För utvärdering använder vi MIC för att fastställa frånvaro av patogena bakterier i behandlade prover jämfört med raw. De preliminära resultaten visar att denna metod är ett mycket effektivt alternativ till syntetiska konserveringsmedel och att det avsevärt minskar mikrobiell belastning i torkat kött.
Protocol
Representative Results
Discussion
Tidigare forskning har visat att mikroorganismer orsakar livsmedelsburna sjukdomar överleva snabbtorkande10. Det är därför nödvändigt att tillämpa konserveringsmedel före torkning för att säkerställa livsmedelssäkerhet. I denna studie fokuserar vi på att använda TEO. Anledningen är tvåfaldigt: för det första finns det en stor efterfrågan från konsumenterna att använda naturliga produkter som alternativa tillsatser för att förbättra livsmedels kvalitet16</s…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöds av inre bevilja byrån av fakulteten av tropiska AgriSciences, (projektnummer: 20175013) och den CIGA 20182023 båda bidrag, från den tjeckiska University of Life Sciences.
Materials
| 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 |
| Multichannel pipette | Socorex | S852820 | from Switzerland; supplier P lab, CZ |
| Microtiter plate | Gamma | V400916 | CZ |
| Microlitre pipette 100-1000 μL | Eppendorf | 333 120 000 062 | from Germany; supplier Merci, CZ |
References
- 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).
- Mahmoud, B. S. M., et al. Preservative effect of combined treatment with electrolyzed NaCl solutions and essential oil compounds on carp fillets during convectional air-drying. Int. J. Food Microbiol. 106 (3), 331-337 (2006).
- Rahman, M. S., Guizani, N., Al-Ruzeiki, M. H., Al Khalasi, A. S. Microflora Changes in Tuna Mince During Convection Air Drying. Dry. Technol. 18 (10), 2369-2379 (2000).
- Faith, N. G., et al. Viability of Escherichia coli O157: H7 in ground and formed beef jerky prepared at levels of 5 and 20% fat and dried at 52, 57, 63, or 68 C in a home-style dehydrator. Int. J. Food Microbiol. 41 (3), 213-221 (1998).
- Hierro, E., De La Hoz, L., Ordóñez, J. A. Headspace volatile compounds from salted and occasionally smoked dried meats (cecinas) as affected by animal species. Food Chem. 85 (4), 649-657 (2004).
- Nummer, B. A., et al. Effects of Preparation Methods on the Microbiological Safety of Home-Dried Meat Jerky. J. Food Prot. 67 (10), 2337-2341 (2004).
- Greig, J. D., Ravel, A. Analysis of foodborne outbreak data reported internationally for source attribution. Int. J. Food Microbiol. 130 (2), 77-87 (2009).
- Eidson, M., Sewell, C. M., Graves, G., Olson, R. Beef jerky gastroenteritis outbreaks. J. Environ. Health. 62 (6), 9-13 (2000).
- Allen, K., Cornforth, D., Whittier, D., Vasavada, M., Nummer, B. Evaluation of high humidity and wet marinade methods for pasteurization of jerky. J. Food Sci. 72 (7), (2007).
- Levine, P., Rose, B., Green, S., Ransom, G., Hill, W. Pathogen testing of ready-to-eat meat and poultry products collected at federally inspected establishments in the United States, 1990 to 1999. J. Food Prot. 64 (8), 1188-1193 (1990).
- Keene, W. E., et al. An outbreak of Escherichia coli O157:H7 infections traced to jerky made from deer meat. JAMA. 277 (15), 1229-1231 (1997).
- Oliver, J. D. The viable but nonculturable state in bacteria. J. Microbiol. 43, 93-100 (2005).
- Oliver, J. D. Recent findings on the viable but nonculturable state in pathogenic bacteria. FEMS Microbiol. Rev. 34 (4), 415-425 (2010).
- Khamisse, E., Firmesse, O., Christieans, S., Chassaing, D., Carpentier, B. Impact of cleaning and disinfection on the non-culturable and culturable bacterial loads of food-contact surfaces at a beef processing plant. Int. J. Food Microbiol. 158 (2), 163-168 (2012).
- Li, L., Mendis, N., Trigui, H., Oliver, J. D., Faucher, S. P. The importance of the viable but non-culturable state in human bacterial pathogens. Front. Microbiol. 5, 258 (2014).
- Hernández, H., Claramount, D., Kučerová, I., Banout, J. The effects of modified blanching and oregano essential oil on drying kinetics and sensory attributes of dried meat. J. Food Process. Preserv. , (2016).
- García-Díez, J., et al. The Impact of Essential Oils on Consumer Acceptance of Chouriço de vinho – A Dry-Cured Sausage Made from Wine-Marinated Meat – Assessed by the Hedonic Scale, JAR Intensity Scale and Consumers’ "Will to Consume and Purchase.". J. Food Process. Preserv. 41 (4), (2017).
- Govaris, A., Solomakos, N., Pexara, A., Chatzopoulou, P. S. The antimicrobial effect of oregano essential oil, nisin and their combination against Salmonella Enteritidis in minced sheep meat during refrigerated storage. Int. J. Food Microbiol. 137 (2-3), 175-180 (2010).
- Holley, R. A., Patel, D. Improvement in shelf-life and safety of perishable foods by plant essential oils and smoke antimicrobials. Food Microbiol. 22 (4), 273-292 (2005).
- Petrou, S., Tsiraki, M., Giatrakou, V., Savvaidis, I. N. Chitosan dipping or oregano oil treatments, singly or combined on modified atmosphere packaged chicken breast meat. Int. J. Food Microbiol. 156 (3), 264-271 (2012).
- Ballester-costa, C., Sendra, E., Viuda-martos, M. Assessment of Antioxidant and Antibacterial Properties on Meat Homogenates of Essential Oils Obtained from Four Thymus Species Achieved from Organic Growth. Foods. 6 (8), 59 (2017).
- Hernández, H., et al. The effect of oregano essential oil on microbial load and sensory attributes of dried meat. J. Sci. Food Agric. 97 (1), 82-87 (2017).
- García-Díez, J., Alheiro, J., Falco, V., Fraqueza, M. J., Patarata, L. Chemical characterization and antimicrobial properties of herbs and spices essential oils against pathogens and spoilage bacteria associated to dry-cured meat products. J. Essent. Oil Res. 29 (2), 117-125 (2017).
- Cavanagh, H. M. A. Antifungal Activity of the Volatile Phase of Essential Oils: A Brief Review. Nat. Prod. Commun. 2 (12), 1297-1302 (2007).
- Tajkarimi, M. M., Ibrahim, S. A., Cliver, D. O. Antimicrobial herb and spice compounds in food. Food Control. 21 (9), 1199-1218 (2010).
- Nedorostova, L., Kloucek, P., Kokoska, L., Stolcova, M., Pulkrabek, J. Antimicrobial properties of selected essential oils in vapour phase against foodborne bacteria. Food Control. 20 (2), 157-160 (2009).
- Burt, S. Essential oils: Their antibacterial properties and potential applications in foods – A review. Int. J. Food Microbiol. 94 (3), 223-253 (2004).
- Ramanathan, L., Das, N. Studies on the control of lipid oxidation in ground fish by some polyphenolic natural products. J. Agric. Food Chem. 40 (1), 17-21 (1992).
- Yamazaki, K., Yamamoto, T., Kawai, Y., Inoue, N. Enhancement of antilisterial activity of essential oil constituents by nisin and diglycerol fatty acid ester. Food Microbiol. 21 (3), 283-289 (2004).
- García-Díez, J., Alheiro, J., Falco, V., Fraqueza, M. J., Patarata, L. Synergistic activity of essential oils from herbs and spices used on meat products against food borne pathogens. Nat. Prod. Commun. 12 (2), 281-286 (2017).
- Hussein Hamdy Roby, M., Atef Sarhan, M., Abdel-Hamed Selim, K., Ibrahim Khalel, K. Evaluation of antioxidant activity, total phenols and phenolic compounds in thyme (Thymus vulgaris L.), sage (Salvia officinalis L.), and marjoram (Origanum majorana L.) extracts. Ind. Crops Prod. 43, 827-831 (2013).
- Gouveia, A. R., et al. The Antimicrobial Effect of Essential Oils Against Listeria monocytogenes in Sous vide Cook-Chill Beef during Storage. J. Food Process. Preserv. 41 (4), (2017).
- Chen, C., Nace, G., Irwin, P. A 6 x 6 drop plate method for simultaneous colony counting and MPN enumeration of Campylobacter jejuni, Listeria monocytogenes, and Escherichia coli. J. Microbiol. Methods. 55 (2), 475-479 (2003).
- Herigstad, B., Hamilton, M., Heersink, J. How to optimize the drop plate method for enumerating bacteria. J. Microbiol. Methods. 44 (2), 121-129 (2001).
- . Practical food microbiology Available from: https://drive.google.com/file/d/0BzyVOLllJ0B1YmlEemZ5M1RZekU/view?ts=590d8019 (2003)
- Smith-Palmer, A., Stewart, J., Fyfe, L. Antimicrobial properties of plant essential oils and essences against five important food-borne pathogens. Lett. Appl. Microbiol. 26 (2), 118-122 (1998).
- Burt, S. a., Reinders, R. D. Antibacterial activity of selected plant essential oils against Escherichia coli O157:H7. Lett. Appl. Microbiol. 36 (3), 162-167 (2003).
