Τα νιτρώδη άλατα χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία κρέατος, διότι προσδίδουν χαρακτηριστικό χρώμα και άρωμα στα προϊόντα, καθώς επίσης αναστέλλουν την ανάπτυξη παθογόνων μικροοργανισμών, όπως Listeria monocytogenes και Clostridium botulinum. Ωστόσο, η τάση προς την εφαρμογή φυσικών τρόπων συντήρησης των τροφίμων οδήγησε στην αναζήτηση και χρήση φυσικών αντιμικροβιακών ουσιών, ως αντικαταστατών των νιτρωδών, και επακόλουθα στην επισήμανση της λεγόμενης «καθαρής ετικέτας» (clean-labeling).
Στόχος της παρούσας μελέτης είναι η αξιολόγηση της αντιμικροβιακής δραστικότητας ενός εμπορικού φυσικού αντιμικροβιακού σκευάσματος (εκχύλισμα από φρούτα και μπαχαρικά) έναντι αλλοιογόνων μικροοργανισμών, του παθογόνου C.perfringens, καθώς και του C.sporogenes, ως ισοδύναμο (surrogate) των πρωτεολυτικών στελεχών του C.botulinum, σε παστεριωμένα αλλαντικά. Έλαβαν χώρα 4 (τέσσερις) μεταχειρίσεις: δείγματα στα οποία έγινε προσθήκη νιτρωδών (150 ppm), δείγματα με εμπορικό σκεύασμα φυσικού αντιμικροβιακού σε δύο διαφορετικές συγκεντρώσεις (0.5 και 1% w/w, σύμφωνα με τον κατασκευαστή), καθώς και με απουσία αντιμικροβιακού μέσου (μάρτυρας). Το επίπεδο του τελικού εμβολίου στην κρεατόπαστα ήταν 1-5 σπόρια/g για το C.perfringens, καθώς και 100 και 10000 σπόρια/g, για το C.sporogenes. Στη συνέχεια, τα τελικά προϊόντα προετοιμάστηκαν σύμφωνα με τις διεργασίες που ακολουθούνται στη βιομηχανία (θέρμανση, κάπνιση και υπερυψηλή πίεση). Φέτες βάρους περί τα 200g συσκευάστηκαν υπό κενό, σε αυτόματη συσκευαστική μηχανή, εφαρμόστηκε υπερυψηλή πίεση και συντηρήθηκαν σε διαφορετικές θερμοκρασίες με σκοπό τη μελέτη της αλλοίωσης (5, 10, 15oC), καθώς και της ασφάλειας (6, 12, 15, 20, 25oC) των τελικών προϊόντων.
Πραγματοποιήθηκε καταμέτρηση των κλωστριδίων, καθώς και της αλλοιογόνου χλωρίδας καθ’ όλη τη διάρκεια συντήρησης, για έως και 6 μήνες, ενώ οι κινητικές παράμετροι (μέγιστος ειδικός ρυθμός ανάπτυξης-μmax και λανθάνουσα φάση-λ) υπολογίστηκαν με το λογισμικό πρόγραμμα DMfit. Η συντήρηση υπό μεταβαλλόμενες θερμοκρασιακές συνθήκες χρησιμοποιήθηκε για την επικύρωση του κινητικού μοντέλου πρόβλεψης της απόκρισης της αλλοιογόνου χλωρίδας στα παστεριωμένα αλλαντικά. Όσον αφορά στην ασφάλεια, παρατηρήθηκε ανάπτυξη του Clostridium sporogenes (υψηλό εμβόλιο) σε όλες τις θερμοκρασίες > 6 oC απουσία αντιμικροβιακού μέσου, ενώ οι Clostridium perfringens και Clostridium sporogenes (χαμηλό εμβόλιο) αναπτύχθηκαν σε θερμοκρασία > 12 oC. Επιπρόσθετα, η επίδραση του φυσικού αντιμικροβιακού έναντι των κλωστριδίων φάνηκε να εξαρτάται από τη συγκέντρωση αυτού. Σε συγκέντρωση 1% w/w ανεστάλη η ανάπτυξή τους, ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία συντήρησης, ενώ η παρουσία νιτρωδών καθυστέρησε την ανάπτυξη του C.sporogenes (λ=13.93 days; μmax=0.37 d-1, 25oC), συγκριτικά με το μάρτυρα (λ=1.5 days; μmax=0.79 d-1, 25oC). Ενώ, τόσο τα νιτρώδη όσο και το φυσικό αντιμικροβιακό δεν εμφάνισαν σημαντική ανασταλτική δράση έναντι της αλλοιογόνου χλωρίδας, , πιθανόν οδηγούν σε διαφορετικό μικροβιακό προφίλ.
Συμπερασματικά, τα νιτρώδη θα μπορούσαν να αντικατασταθούν από φυσικές αντιμικροβιακές ουσίες. Ωστόσο, για να γίνει εφαρμογή των αποτελεσμάτων της παρούσας μελέτης σε άλλα προϊόντα κρέατος, θα πρέπει να συνυπολογιστούν τα ενδογενή χαρακτηριστικά του εκάστοτε προϊόντος.
Nitrites have been used in meat industry to achieve distinctive color and flavor as well as to effectively control the growth of pathogens, such as Listeria monocytogenes and Clostridium botulinum. However, there is an emerging trend towards clean label products, using natural substitutes of nitrites.
The objective of this study was to evaluate the antimicrobial activity of a commercial fruit- and spices- based natural antimicrobial (NA) against spoilage organisms, C. perfringens and C. sporogenes, as surrogate for proteolytic C. botulinum in cooked meat products. Four formulations (no nitrites, nitrites 150 ppm and two concentrations of NA) of deli-style turkey paste were inoculated in the industrial setting with C. perfringens (1-5 spores/g) and C. sporogenes (100 and 10000 spores/g), while non-inoculated samples served as control. Final products were prepared according the commercial manufacturing process (heat treatment, smoking and High Pressure Processing-HPP). NA (extract of fruits and spices) was added in 0.5x or 1x of the concentration recommended by the manufacturer. 200g-pieces of product were vacuum packed, HPP treated and stored at different temperatures in order to monitor spoilage (5, 10, 15oC) as well as safety (6, 12, 15, 20, 25oC) of the final product.
Enumeration of Clostridium spp. and spoilage microflora was performed throughout storage for up to 6 months, while growth parameters (μmax, lag phase-λ) were determined using DMfit. Storage under dynamic temperature conditions was used to further validate the developed growth model regarding spoilage of cooked meat products. Formulations lacking antimicrobials allowed the growth of Clostridium sporogenes (high inoculum) at all temperatures (except 6oC and dynamic temperature conditions), while Clostridium perfringens and Clostridium sporogenes (low inoculum) growthed at all temperatures except 6 and 12 oC. NA performance against clostridia was concentration dependent. High NA concentration (1x) effectively inhibited growth of clostridia, regardless storage temperature, while nitrites only delayed the outgrowth of the surrogate (λ=13.93 days; μmax=0.37 d-1, 25oC) compared to control (λ=1.5 days; μmax=0.79 d-1, 25oC). While both antimicrobial agents may not have no significant effect on spoilage microflora, regardless of storage temperature, they may potentially result in distinct microbial profile. Nitrites could successfully be substituted by natural antimicrobial agents, resulting in nitrite free products. However, extrapolation of the results in other deli meat products should co-evaluate the intrinsic characteristics of the product.
