INFLUENA AMBALRII SUB VID ASUPRA MICROBIOTEI

Buletinul AGIR nr. 3/2003 iulie - septembrie 41

INFLUENA AMBALRII SUB VID ASUPRA MICROBIOTEI NESPECIFICE DE ALTERARE

A CRNII REFRIGERATE

.l. dr. ing. Aura DARAB, Universitatea Dunrea de Jos, Galai

A absolvit Facultatea de Industrie Alimentar, Acvacultur i Pescuit, Universitatea

Dunrea de Jos din Galai (1995). Master n tehnologia produselor alimentare (1996). Doctor n tiinte inginereti (2003). Este ef de lucrri la Universitatea Dunrea de Jos din

Galai. Are publicate 12 comunicri tiinifice n reviste de specialitate din strintate i 13 n reviste de specialitate din ar. A participat la 4 sesiuni/simpozioane tiinifice internaionale. Este coautor al lucrrii Dicionar explicativ pentru tiinele exacte. Industrie alimentar 2

Produse alimentare (Editura Academiei Romne i Editura AGIR, Bucureti, 2002). REZUMAT Ambalarea sub vid a crnii reprezint o metod de reducere a riscului de alterare microbiologic precum i de prelungire a duratei de pstrare n condiii de refrigerare. Reducerea presiunii pariale a oxigenului i modificarea compoziiei gazoase n interiorul ambalajului reprezint doar doi dintre factorii care concur la reducerea microflorei aerobe, reprezentat n special de asociaia Pseudomonas - Acinetobacter Moraxella, responsabil de apariia alterrii crnii refrigerate. n condiii de anaerobioz, bacteriile lactice vor fi favorizate, acestea devenind categoria microbian predominant. ABSTRACT By vacuum packaging the hygienic quality of meat is considerable improved and the risk of microbiological alteration is significantly reduced. Under anaerobic conditions the aerobic flora represented mainly by mesophillic and psychotropic microorganisms is hindered, one of the most important factor involved in being the lower partial pressure of oxygen within the pack. On the other hand, vacuum packaging enhances the development of lactic flora. Under lower partial pressure of oxygen or under an appropiate mix of gases as oxygen and carbon dioxide this microorganisms are reaching high levels without producing great damages as the aerobic flora.

1. INTRODUCERE

Garania microbiologic a alimentului este guvernat de un control riguros al echilibrului ntre condiiile oferite de aliment i mediu, procesare i gradul de contaminare.

Alterarea microbian a alimentelor, respectiv a crnii, este un proces competitiv ntre bacterii i, n funcie de condiiile de mediu n care se face depozitarea crnii (temperatur, umiditate relativ a aerului), alterarea micro-biologic va avea loc sub aciunea unui anumit grup sau asociaii bacteriene.

n cazul crnii refrigerate, pstrat n condiii de aerobioz, putrefacia superficial este tipul de alterare cel mai frecvent, cauza principal fiind multiplicarea excesiv a bacteriilor din asociaia Pseudomonas - Acinetobacter - Moraxella, singur sau mpreun cu alte specii din cele mai diverse grupe taxonomice.

Dominaia acestor bacterii psihrofile aerobe devine mai pregnant pe msur ce depozitarea la temperatura de refrigerare progreseaz i numrul total de bacterii pe unitatea de suprafa crete. Ca urmare a creterii proporiei de psihrofile pe carnea depozitat la refrigerare, numrul de bacterii aerobe ce se dezvolt la temperatura de 37oC

rmne staionar sau scade, iar a celor ce se dezvolt la 0...5oC crete.

Prin ambalarea crnii refrigerate sub vid, datorit con-diiilor anaerobe, profilul microflorei se modific, germenii de putrefacie fiind nlocuii cu bacterii lactice (Leuconostoc, Lactobacillus etc.) care sunt capabile s tolereze concen-traii ridicate de CO2.

Deoarece carnea ambalat sub vid are condiii anaerobe att n straturile profunde ct i la suprafa, dezvoltarea asociaiei bacteriene Pseudomonas-Acinetobacter-Moraxella are loc numai la nceput pe baza resturilor de oxigen i este urmat deseori de multiplicarea speciei Microbacte-rium thermosphactum (Brochotrix thermosphactum) i a enterobacteriilor. n final, cnd oxigenul rezidual este consumat prin respiraie t isular i este nlocuit cu CO2, care ajunge la o presiune parial nalt, microflora predominant va fi format din bacteriile lactice Gram pozitive.

2. MATERIALE I METODE

Cercetrile experimentale au fost realizate pe carne de porc, respectiv muchi Longissimus dorsi, achiziionat n

TIINA I INGINERIA ALIMENTELOR

Buletinul AGIR nr. 3/2003 iulie - septembrie 42

stare refrigerat, n perioada 0-24 ore post-mortem, din care s-au constituit dou seturi de probe: ambalate sub vid i neambalate (martor).

Pregt irea probelor a constat n porionarea muchiului n felii cu grosime de circa 1,5-2,0 cm i greutate de 80-100 g, secionarea realizndu-se perpendicular pe fibrele musculare. Pentru fiecare experiment efectuat s-a utilizat carnea provenit de la un singur animal. Porionarea, cntrirea i ambalarea s-au realizat la temperatura camerei.

Ambalarea sub vid a probelor, realizat n perioada postrigiditate, s-a efectuat n sistemul de ambalare sub vid la presiune atmosferic, utiliznd o instalaie de tip casnic Vacsy Sistem - produs de firma Zepter International, nivelul de vid realizat n interiorul ambalajului fiind de 80%. Carac-teristicile materialului de ambalare, la 23oC i 0% UR, sunt: permeabilitate la O2

INFLUENA AMBALRII SUB VID ASUPRA MICROBIOTEI

Buletinul AGIR nr. 3/2003 iulie - septembrie 43

Ecosistemul care se formeaz n condiii de anaero-bioz exercit un efect selectiv asupra numrului i t ipului de microorganisme prezente n carne. Dac n cazul pro-belor pstrate n condiii de aerobioz, bacteriile aerobe, reprezentate n special de cele mezofile i cele psihro-file/facultativ psihrofile, recunoscute pentru activitatea lor proteolitic, sunt favorizate i determin alterarea rapid a crnii, n condiii de anaerobioz, acestea sunt inhibate, fapt care poate fi observat i din nivelul sczut pe care l ating n gramul de prob dup 8 zile de depozitare. Enterobacteriile i bacteriile anaerobe de putrefacie

(clostridii) cunosc n condiii de aerobioz un salt cantitativ dup 4 zile i, respectiv, 6 zile de depozitare, atingnd dup 8 zile nivelul de 7,20 log10UFC/g carne (enterobacterii) i 6,17 log10UFC/g carne (clostridii). n condiii de anaerobioz, numrul acestora se reduce, dup 8 zile, comparativ cu proba meninut n condiii de aerobioz, cu 80,56 % n cazul enterobacteriilor i cu 56,24 % n cazul bacteriilor anaerobe. Bacteriile lactice, prezente n materia prim n

numr de 3,47 log10UFC/g carne, devin din ce n ce mai numeroase n etapele urmtoare i ating, dup 8 zile de pstrare la temperaturi de refrigerare, nivelul de 4,10 log10UFC/g carne, n condiii de aerobioz, i nivelul de 4,80 log10UFC/g carne, n condiii de anaerobioz.

Datorit vitezelor diferite cu care se multiplic fiecare categorie de bacterii, profilul microflorei din probele studiate va fi, dup 8 zile, complet diferit fa de profilul microflorei din carnea proaspt, utilizat ca materie prim.

Iniial, microflora de contaminare a materiei prime a fost compus din bacterii aerobe mezofile (35,30 %), bacterii lactice (34,70 %), bacterii psihrofile (30,00 %), entero-bacteriile i bacteriile anaerobe fiind sub limita de detecie.

n cazul probelor pstrate n condiii de aerobioz predomin bacteriile psihrofile i facultativ psihrofile, repre-zentate, n primul rnd, de specii de genurile Pseudomonas, Acinetobacter i Moraxella. Dominaia lor devine mai pregnant pe msur ce depozitarea la temperatura de refrigerare progreseaz i numrul total de germeni viabili/g carne crete. Dup 8 zile de pstrare, cota cu care particip la profilul microflorei fiecare categorie de bacterii va fi, n ordinea magnitudinii: bacterii psihrofile i facultativ psihrofile 23,81 %; bacterii aerobe mezofile 20,41 %; enterobacterii 20,41 %; bacterii lactice 18,71 % i bacterii anaerobe de putrefacie 17,49 %.

Prin pstrarea crnii refrigerate n condiii de anaero-bioz, dezvoltarea microorganismelor de alterare este diferit. Bacteriile psihrofile i facultativ psihrofile (bacterii psihrofile), respectiv asociaia bacterian Pseudomonas Acinetobacter Moraxella se dezvolt numai la nceputul perioadei de depozitare, pe baza resturilor de oxigen. O dat cu consumarea oxigenului rezidual prin procese de respiraie i nlocuirea acestuia cu dioxidul de carbon, asociaia microbian prezent n probele vacuumate i modific treptat profilul, astfel nct, dup 8 zile de depozitare, categoria dominant este reprezentat de bacteriile lactice, Gram pozitive.

n probele vacuumate, datorit modificrii vitezei de multiplicare a bacteriilor, dup 8 zile de pstrare la

temperatura de 0...4oC, proporia cu care particip fiecare categorie de bacterii la profilul microbian este de: bacterii lactice 24,47 %; bacterii aerobe mezofile i bacterii psi-hrofile i facultativ psihrofile 24,17 %; bacterii anaerobe 13,76 %; enterobacterii 7,13 %; iar dup 16 zile de depozitare, profilul microflorei va fi: bacterii lactice 26,21 %; bacterii aerobe mezofile 23,69 %; bacterii psihrofile i facultativ psihrofile 18,53 %; bacterii anaerobe-16,08 % i enterobacterii 13,34 %.

Astfel, dac nainte de ambalare microbiota nespecific este reprezentat, n ordinea magnitudinii, de: bacterii aerobe mezofile > bacterii lactice > bacterii psihrofile i facultativ psihrofile, enterobacteriile i bacteriile anaerobe ocupnd o proporie nensemnat, dup 8 zile profilul microflorei crnii ambalate sub vid va fi: bacterii lactice > bacterii aerobe mezofile = bacterii psihrofile i facultativ psihrofile > bacterii anaerobe > enterobacterii.

n paralel cu testele microbiologice cantitative a fost apreciat i activitatea proteolitic a bacteriilor cu ajutorul testelor H.I.L.

Pentru ambele categorii de probe, ambalate i neambalate, testele I i L au fost negative pe toat durata pstrrii, pe baza evoluiei t itrului hidrogenului sulfurat, prezentat n tabelul 2, putndu-se aprecia c ambalarea sub vid are ca efect i inhibarea bacteriilor cu activitate proteolitic, fapt care va avea consecine pozitive asupra conservabilitii crnii.

Aa cum se poate observa din figura 1, ambalarea sub vid a crnii exercit un efect bacteriostatic asupra bacteriilor care formeaz microbiota nespecific a crnii refrigerate, deter-minnd reducerea cantitativ a microorganismelor de alterare i nlocuirea treptat a bacteriilor Gram negative cu cele Gram pozitive, respectiv cu bacterii lactice.

10,26

16,93

23,3

15,85

72,73

16,28

25

32,09

77,96

48,98

41,66

43 ,58

80,56

56,24

bacterii aerobemezofile

bacterii ps ihrofile sifacultativ ps ihrofile

enterobacterii

bacterii anaerobe

Reducere procentuala fata de proba neambalata

8 zile6 zile4 zile

2 zile

Fig. 1. Efectul bacteriostatic indus de ambalarea sub vid, exprimat ca reducere procentual a bacteriilor Gram negative

fa de o prob pstrat n condiii de aerobioz (tdep = 0...4C).

4. CONCLUZII

Rezultatele experimentale arat c ambalarea sub vid poate permite prelungirea duratei de pstrare a crnii, reducerea riscului de alterare microbiologic datorndu-se urmtoarelor:

reducerea numrului de microorganisme care formeaz microflora nespecific de alterare, respectiv a bacteriilor

TIINA I INGINERIA ALIMENTELOR

Buletinul AGIR nr. 3/2003 iulie - septembrie 44

aerobe mezofile cu 41,66 % precum i a bacteriilor psihro-file i facultativ psihrofile cu 43,58 %, rezultatul fiind

nlocuirea treptat a bacteriilor Gram negative cu cele Gram pozitive, respectiv cu bacterii lactice;

Tabelul 2. Titrul hidrogenului sulfurat n funcie de condiiile de pstrare a crnii la t = 0...4C*

Diluia: Condiii de depozitare

Timp [zile] d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7

0 + 2 + +

4 + + 6 + +

Anaerobioz 8 + +

0 + 2 + 4 + + 6 + +

Aerobioz

8 + + + * Legend: + = pozitiv; +/ = slab pozitiv; = negativ.

cea mai drastic reducere s-a putut observa n cazul

enterobacteriilor, nivelul acestora fiind redus dup 8 zile de pstrare n condiii de anaerobioz cu 80,56% fa de proba neambalat, fiind urmate de bacterii anaerobe, cu 56,24%;

inhibarea bacteriilor cu activitate proteolitic, fapt care a fost evideniat cu ajutorul testelor H.I.L., a bacte-riilor productoare de indol sau a celor care lichefiaz gelatina, nu a fost evideniat n nici una dintre probe.

Efectul bacteriostatic exercitat de ambalarea sub vid, manifestat n special prin reducerea vitezei de multiplicare a bacteriilor aerobe, cu activitate proteolitic, recunoscute ca vectori implicai n alterarea microbiologic a crnii refrigerate se datoreaz:

modificrii compoziiei mediului gazos din interiorul ambalajului, respectiv modificrii raportului dintre oxigen i dioxid de carbon pe baza reducerii presiunii pariale a oxigenului i creterii presiunii pariale a dioxidului de carbon, gaz cu proprieti microbiostatice;

creterii gradului de selectivitate a mediului n care aceste microorganisme se dezvolt, respectiv esutul muscu-lar, prin: modificarea valorilor rH-ului, pH-ului i aciditii; formarea i acumularea, n substrat, a unor compui cu aci-une bacteriostatic (acizi organici, H2O2, bacteriocine etc.);

stabilirii unor relaii de antagonism, specific i nespeci-fic, ntre bacteriile lactice, pe de-o parte, i cele aerobe, mezo-file sau psihrofile i facultativ psihrofile, pe de alt parte.

BIBLIOGRAFIE

1. Ando, Y. Tsuzuki, T. The effect of hydrogen peroxide on spores of Clostridium perfringens, Letters in Applied Microbiology, nr. 2, 1986, p. 65.

2. Belc, N. Riscuri asociate alimentaiei: riscul microbiologic, Calita, nr.4, 2002, p.10.

3. Beliard, E. Thuault, D. Proprietes antimicrobiennes des bacteries lactiques. n: Bourgeois C.M., Lampert J.P. Microbiologie alimen-taire, vol.2 Les fermentation alimentaires, Lavoisier, Paris, 1989.

4. Bourgeois, C.M. Leveau, J.Y. Le controle microbiologique, In: Techiques danalyses et de controle dans les industries agro-alimentaires, vol. 3, Ed. Technique et Documentation, France, 1980.

5. Dan, V. .a. Controlul microbiologic al produselor alimentare, Galai, 1991.

6. Dan, V. Microbiologia alimentelor, Ed. Alma, Galai, 2001. 7. Darab, A. Cercetri privind microbiologia i biochimia crnii

ambalate sub vid-Tez de doctorat, Universitatea Dunrea de Jos din Galai, 2003.

8. Fournaud, J., Laville, M.E. Effects de lemballage sur les qualits hygieniques des produits et sur lactivit microbienne leur niveau, Rev. Gen. Froid, nr. 3, 1981, p.145.

9. Frazier, W.C., Westhoff, D.C. Food microbiology, third edition, Ed. McGraw-Hill Book Company, USA, 1978.

10. Gill, C.O., Newton, K.C. The development of aerobic spoilage flora on meat stored at chill temperatures, Appl. Environ. Microbiolog., vol. 37, 1977, p. 362.

11. Gill, C.O., Newton, K.C. Spoilage of vacuum-packaged dark, firm, dry meat at chill temperatures, Appl. Environ. Microbiolog., vol. 43, 1979, p. 189.

12. Gill, C.O., Newton, K.C. Effect of lactic acid concentration on growth on meat of Gram-negative psychrotrophs from meat works, Appl. Environ. Microbiolog., vol. 43, 1982, p. 284.

13. Gilliland, S.E., Speck, M.L. Inhibition of psychrotrophic bacteria by lactobacilli and pediococci in nonfermented refrigerated foods, J.Food Scie., vol. 40, 1975, p. 903.

14. Lewus, C.B., Kaiser, A., Montaville, T.J. Inhibition of Food Borne Bacterial Pathogens by Bacteriocins from Lactic Acid Bacteria Isolated from Meat, Appl. Environ. Microbiol., vol.57, nr.6 ,1991, p.1683.

15. Lindgren, S.E., Dobrogosz, W.J. Antagonistic activities of lactic acid bacteria in food and feed fermentations, FEMS Microbiology Reviews, 87, 1990, p.149.

16. Marth, E.H. Extended Shelf life refrigerated foods: microbiological quality and safety, Food Technology, nr. 2, 1998, p.57.

17. Nychas, G.J.; Arkoudelos, J.S. Microbiological and physico-chemical changes in minced meats under carbon dioxide, nitrogen or air at 3C, International J. Food Scie. and Technol., vol. 25, 1990, p.389.

18. Rousset, S. Securit alimentaire et froid: le problme des psychrotrophes, Rev. Gen. Froid, nr. 6, 1993, p.16.

19. Tnsescu, R. Riscuri asociate produselor alimentare, Calita, nr. 4, 2002, p. 24.

20. Tofan, C. Microbiologia produselor alimentare. Tehnici i analize de laborator, Editura AGIR, Bucureti, 2002.

21. Zottola, E.A. Spoilage: bacterial spoilage, Enciclopedia of Food Scie., Food Technol. and Nutrition, Academic Press, London, 1993, p. 4320.