Effekten av anvendelsen av timian essensielle oljen på mikrobiell belastning under kjøtt tørking
Summary
Mikroorganismer som Escherichia coli som forurenser kjøttprodukter føre matbårne sykdommer. Bruk av essensielle oljer i tørkeprosessen kjøtt er ikke studert dypt. Her presenterer vi en ny metode for å anvende timian viktige olje kjøtt under tørking for å redusere mikrobiell belastningen i tørket kjøtt.
Abstract
Kjøtt er en høy protein måltid som brukes i utarbeidelsen av jerky, populær mat snacks, der bevaring og sikkerhet er viktig. Sikre mattrygghet og forlenge holdbarheten av kjøtt og kjøttprodukter, bruk av enten syntetiske eller konserveringsmidler er brukt kontroll og eliminere matbårne bakterier. En økende interesse i anvendelse av naturlige mat tilsetningsstoffer for kjøtt har økt. Mikroorganismer, som Escherichia coliforurense kjøtt og kjøttprodukter, forårsaker matbårne sykdommer. Derfor er det nødvendig å forbedre kjøtt bevaring prosessen. Men har bruk av essensielle oljer når kjøtt blir tørket ikke dypt undersøkt. I denne forbindelse, er det en mulighet til å øke verdien av tørket kjøtt og redusere risikoen for matbårne sykdommer ved å bruke eteriske oljer i tørking prosessen. I denne protokollen presenterer vi en ny metode for bruk timian essensielle olje (TEO) under kjøtt tørking, spesielt i damp skjemaet direkte i et tørkekammer. Evaluering bruker vi Minimal inhibitoriske konsentrasjon (mikrofon) til å oppdage hvor mange skadelige bakterier i behandlet prøvene i forhold til rå prøver. De foreløpige resultatene viser at denne metoden er en levedyktig og alternative alternativ til syntetiske konserveringsmidler og at det reduserer mikrobiell belastning i tørket kjøtt.
Introduction
Tørking som tradisjonelle metode for å bevare matvarer har vært brukt siden antikken. I dag, er det en økende interesse i å tørke som en effektiv metode for mat bevaring1,2,3. Det brukes til å gjøre en rekke spesielt behandlet kjøtt. En av de mest kjente er jerky.
Jerky, en av de eldste metodene for kjøtt bevaring, er basert på herding og tørking til lavere vann aktivitet og dermed forlenge dens holdbarhet4. Nowadays, jerky som bevarte spekemat er fortsatt veldig populært, der mattrygghet, smak og tekstur er viktig. Jerky preparatet kan brukes til nesten alle typer kjøtt, inkludert oksekjøtt, svinekjøtt, fjærfe eller spille5, og det krever hakke kjøttet i mager strimler og tørk den. Vanligvis marinering kjøttet i en herding løsning eller røyking brukes sammen med tørking gi jerky sin karakteristiske smak6.
Til tross for den enorme interessen av tørking for å virkelig beholde mat, risikoen for matbårne utbrudd av E. coli fra dårlig tørket kjøtt er kritisk, og må kontrolleres. Det er noen studier rapporterer matbårne gastroenteritt utbrudd spesielt med E. coli O157: H7, tilskrevet utilstrekkelig varme behandling under hjem-tørking. Lignende tilfeller har forekommet i kommersielt forberedt jerky7,8,9. Levine et al. 10 foreslått at matbårne mikroorganismer kan overleve moderat tørking forhold (ca 60 ° C) brukt av kommersielle jerky produsenter. E. coli O157: H7 utbrudd av matbårne sykdommer i midten av 1990-tallet ble tilskrevet ground tørket kjøtt produkter6,11. Interessant, i alle tidligere tilfeller er den største risikoen forårsaket av bakteriell patogener anerkjent som levedyktig men ikke-culturable (VBNC). Under ulike påkjenninger som temperaturendringer eller sult, kan E. coli cellene angi en bestemt tilstand kjent som den VBNC state12,13. VBNC cellene kan deretter bli gjenopplivet tilbake til culturable celler av eksponering for riktig forhold og deretter presentere en trussel mot helse på grunn av infeksjon forurensning14,15. Dette betyr at hvis kjøttet er fortært umiddelbart etter tørking produktet det er trygt. Men hvis mangelfull lagring, for eksempel økt fuktighet, er det en høy risiko for reaktivering av patogener og mikrobiell vekst.
Foruten tørking og marinade metoder er det en høy etterspørsel fra forbrukere å bruke naturlige produkter som et alternativ til tilsetningsstoffer for å forbedre mat kvalitet16,17. Det har vært en spesiell interesse i anvendelse av naturlige mat tilsetningsstoffer for kjøtt i stedet for klassisk syntetiske konserveringsmidler18,19,20,21. Selv om det er mangel på tilstrekkelig eksperimentelle bevis i bruk av essensielle oljer når tørking av kjøtt, viser tidlig forskning i dette feltet allerede positive resultater22,23.
Siden middelalderen har folk anerkjent essensielle oljen forbindelser (EOCs) for deres antimikrobielle insecticidal og antiparasitic chracteristics24,25,26. I dag, er EOCs del av en av de viktigste gruppen av bioaktive naturlige forbindelser. Blant de ulike EOCs er thymol en av de mest kjente. Det består av mer enn 85% av TEO23. Denne fenol hindrer mikrobiologiske og kjemiske forverring når lagt til mat. I tillegg kan antibakterielle egenskaper være forbedret i kombinasjon med andre naturlige konserveringsmidler2,27,28,29,30. I dag, timian (Thymus vulgaris), en urt som tilhører Lamiaceae familien, har blitt anerkjent som en flavoring agent, samt en meget effektiv kjøtt konserveringsmiddel31. En studie av García-Díez et al. 30 på kjøttprodukter fant at TEO vises et bredere hemming mønster mot infeksjon patogener sammenlignet med andre essensielle oljer. Derfor er det en mulighet til å øke verdien av tørket kjøtt og redusere risikoen for matbårne sykdommer ved å bruke eteriske oljer i tørking prosessen.
I denne protokollen, presenterer vi en ny metode for å anvende TEO under kjøtt tørking, spesielt bruker den i damp skjemaet direkte i en tørking kammer. Evaluering bruker vi MIC for å bestemme fravær av patogene bakterier i behandlet prøver sammenlignet med rå seg. De foreløpige resultatene viser at denne metoden er et effektivt alternativ til syntetiske konserveringsmidler og at det reduserer mikrobiell belastning i tørket kjøtt.
Protocol
Representative Results
Discussion
Tidligere forskning har vist at mikroorganismer som forårsaker mathygiene overleve tørking10. Det er derfor nødvendig å bruke konserveringsmidler før tørking for å sikre trygg mat. I denne studien fokusere vi på å bruke TEO. Årsaken er todelt: det første er det en høy etterspørsel fra forbrukere å bruke naturlige produkter som alternativ tilsetningsstoffer for å forbedre mat kvalitet16; Andre, en tidligere studie vist positive resultater etter benytter OEO un…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbeidet ble støttet av intern Grant byrået fakultetet av tropisk AgriSciences, (prosjektnummeret: 20175013) og CIGA 20182023 både tilskudd, fra tsjekkiske 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).
