Μικροβιακή και φυσικοχημική αλλοίωση κρέατος που συντηρήθηκε σε αερόβιες συνθήκες και σε τροποποιημένες ατμόσφαιρες

Abstract

Το κρέας από τους προϊστορικούς χρόνους κατείχε ένα σημαντικότατο κομμάτι της ανθρώπινης διατροφής. Για το λόγο αυτό, από πολύ νωρίς αποτέλεσε αντικείμενο εκτεταμένης έρευνας. Τα τελευταία χρόνια, σημαντική πρόοδο έχει γίνει στον τομέα της συσκευασίας και συντήρησης των προϊόντων, ώστε να ικανοποιήθούν οι απαιτήσεις των καταναλωτών για τρόφιμα με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και παράλληλα να αυξηθεί η ανταγωνιστικότητα των προϊόντων. Η συσκευασία των τροποποιημένων ατμοσφαιρών άρχισε να χρησιμοποιείται σε εμπορική κλίμακα τα τελευταία χρόνια, αν και οι ευεργετικές επιδράσεις της ήταν γνωστές από την αρχαιότητα. Σήμερα, ένας μεγάλος αριθμός τροφίμων, όπως κρέας, ψάρι, καφέ, φρούτα και λαχανικά συσκευάζονται σε τροποποιημένες ατμόσφαιρες και κενό. Οι τροποποιημένες ατμόσφαιρες παρατείνουν το χρόνο ζωής των προϊόντων, επιβραδύνοντας την εμφάνιση της αλλοίωσης (βακτηριακή γλίτσα, δυσάρεστη οσμή). Τα πλεονεκτήματα που προσφέρει αυτή η συσκευασία βασίζονται στην αναστολή της ανάπτυξης των ψευδομονάδων, των μικροοργανισμών, δηλαδή, που αποτελούν την κυριότερη αλλοιογόνο μικροχλωρίδα του κρέατος που συντηρείται σε αέρα, και στην επικράτηση των δυνητικά αναερόβιων Gram+ βακτηρίων (γαλακτικά βακτήρια, Brochothrix thermosphacta). Τα τελευταία κατά την ανάπτυξή τους παράγουν μεταβολίτες οι οποίοι είναι λιγότερο δύσοσμοι σε σχέση με αυτούς των Pseudomonas spp. Κατά την παρούσα εργασία, πραγματοποιήθηκαν μικροβιολογικές, φυσικοχημικές και οργανοληπτικές αναλύσεις με σκοπο τη μελέτη των επιδράσεων της συσκευασίας τροποποιημένων ατμοσφαιρών σε κρέας βιολογικής προέλευσης και τον προσδιορισμό του χρόνου ζωής των προϊόντων. Τέσσερα είδη κρέατος εξετάστηκαν: κομμάτια βόειου και χοίρινου κρέατος, μπριζόλα χοιρινή και κιμάς χοιρινός, ενώ χρησιμοποιήθηκαν δύο θερμοκρασίες συντήρησης (4 και 10οC). Η σύσταση της αέριας ατμόσφαιρας ήταν 25% / 66% / 9% CO2 /O2 /N2. Στον κιμά μελετήθηκε επιπλέον η συσκευασία υπό κενό. Εφτά διαφορετικά γένη αλλοιογόνων μικροογανισμών (Ολική Μικροβιακή Χλωρίδα, Pseudomonas spp., γαλακτικά βακτήρια, Brochothrix thermosphacta, εντεροβακτήρια, μικρόκοκκοι, ζύμες-μύκητες) καθώς και ένα παθογόνο βακτήριο (Clostridium botulinum) εξετάστηκαν. Επιπλέον, έγινε μέτρηση των μεταβολών της αέριας σύστασης του περιέκτη. Όσον αφορά τις φυσικοχημικές αναλύσεις, μελετήθηκαν οι μεταβολές της συγκέντρωσης του γαλακτικού οξέος, της γλυκόζης και του pH. Τέλος, έγινε καταγραφή των μεταβολών του χρώματος. Σε κάθε περίπτωση, η επίδραση της συσκευασίας αξιολογήθηκε χρησιμοποιώντας ως μάρτυρες δείγματα που συντηρήθηκαν στον αέρα. Τα αποτελέσματα ήταν σύνφωνα με την υπάρχουσα βιβλιογραφία. Τα συσκευασμένα δείγματα των 4οC ανέστειλαν την ανάπτυξη των ψευδομονάδων, οι οποίες στις συνθήκες αυτές έφτασαν σε χαμηλότερα επίπεδα από αυτά του αέρα. Τα ίδια δείγματα, διατήρησαν για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα την εμφάνιση, την οσμή και το χρώμα τους. Αντίθετα, στα δείγματα της υψηλης θερμοκρασίας (10οC), η συσκευασία επιβράδυνε μόνο κατά 1-2 ημέρες την φάση προσαρμογής των μικροοργανισμών, τα οποία τελικά έφτασαν στα ίδια επίπεδα με αυτά του μάρτυρα (αέρα). Η αέρια σύσταση του περιέκτη μεταβλήθηκε κατά τη διάρκεια της συντήρησης ως αποτέλεσμα της αναπνευστικής δραστηριότητας της μικροχλωρίδας του κρέατος. Οι μεταβολές ήταν πιο έντονες στους 10οC. Όσον αφορά τις φυσικοχημικές μεταβολές των δειγμάτων, η συγκέντρωση της γλυκόζης μειώθηκε. Η μείωση ήταν εντονότερη στα δείγματα των 10oC. Το γαλακτικό μειώθηκε και αυτό στα δείγματα των 10οC (τροποποιημένες ατμόσφαιρες, αέρας). Αντίθετα, στα δείγματα των 4οC έμεινε, σε γενικές γραμμές σε σταθερά επίπεδα. Συμπερασματικά, ο συνδυασμός των εμποδίων θερμοκρασίας και συσκευασίας κατάφερε να παρατείνει το χρόνο ζωής των δειγμάτων κατά 4-6 ημέρες.

Since prehistoric times, meat was an indispensable part of human nutrition. As a result, it soon became the object extensive research. Over the last years, considerable progress has been made in the field of food packaging and maintenance so as to satisfy consumer requirements for products with longer shelf-life and at the same time increase goods competitiveness. Modified atmosphere packaging began to be used on a commercial scale during the last few years, although its beneficial effects have been well known since ancient times/antiquity. Nowadays, a significant number of food such as meat, coffee and vegetables are packaged in modified atmosphere and vacuum. Modified atmospheres increase product shelf-life slowing the appearance of spoilage (slime, off-0dour). The advantages offered by modified atmosphere packaging are a result of the inhibition of Pseudomonas development, which constitute the major spoilage microflora of meat stored in air, and the prevalence of facultative anaerobic Gram+ bacteria (lactic acid bacteria, Brochothrix thermosphacta). The latter produce end-products during their development which are less malodorous compared to those of Pseudomomas spp. During the present study, microbiological, physicochemical and sensory analyses have been conducted in order to study the effects of modified atmosphere packaging on biological meat and define the shelf-life of the products. Four types of meat have been studied: pieces of beef and pork, pork steaks and minced pork which were stored in two different temperatures (4 and 10oC.). The gas mixture used was 25% / 66% / 9% CO2 / O2 /N2. For the minced meat the vacuum packaging was also used. Seven different spoilage microorganisms (total viable count, Pseudomonas spp., lactic acid bacteria, Brochothrix thermosphacta, Enterobacteriaceae, micrococcus, yeasts-moulds) and one pathogen (Clostridium botulinum) were examined. Additionally, the changes in the atmosphere concentration were measured. As far as the physicochemical analyses are concerned the changes in the lactic acid, glucose pH concentration were investigated. Finally, the changes in the meat colour were recorded. In each case the effect of the packaging was evaluated using air samples as control. The results are consistent with the current bibliography. The packaged samples stored at 4 oC inhibited the growth of pseudomonads which reached lower growth levels than those of the air. The same samples kept their appearance, odour and colour for a longer period of time. In contrast, in the samples of high temperature (4 oC) the package delayed for only one or two days the lag phase of the microorganisms, which eventually reached the same levels as the control (air). The atmosphere inside the package was altered during the storage period as a consequence of the meat microflora respiration. The changes were more rapid at the 10 oC . Regarding the physicochemical changes of the samples the glucose concentration was reduced. The reduction was more rapid at 10 oC. the lactic acid of the samples stored at 10 oC (modified atmospheres, air) was also reduced in contrast to the samples stored at 4 oC which generally remained steady. To conclude, the combination of the obstacles of temperature and packaging managed to extend the shelf-life of the products by four to six days.