Антимикробное покрытие, содержащее низин и пектин для сохранения мясных деликатесов

Антимикробное покрытие, содержащее низин и пектин для сохранения мясных деликатесов

Ежегодно примерно 1600 человек заболевают болезнью пищевого происхождения от бактерии Listeria monocytogenes. Вероятность обнаружения листериоза в мясных деликатесных продуктах в 15 раз выше, чем в любом другом источнике. Действующие нормы предписывают политику нетерпимости к L. monocytogenes в готовых к употреблению продуктах питания, что может быть труднодостижимо, поскольку  санитарные и гигиенические меры имеют ограничительный успех, а загрязнение после технологического процесса является обычным явлением. Одного обучения недостаточно для устранения проблем с безопасностью пищевых продуктов; например, чтобы разобрать и очистить витрину с деликатесами, требуется около 8 ч, что нецелесообразно в современных розничных продовольственных магазинах. L. monocytogenes встречается повсюду, включая места контакта с пищевыми продуктами. Существует очевидная необходимость в альтернативных мерах борьбы с L. monocytogenes в розничной торговле деликатесов.

С постоянно присутствующей угрозой L. monocytogenes следует бороться путем применения надлежащих методов производства, правильного обращения с продуктами питания и необходимых дополнительных мер вторичной безопасности, таких как активная и интеллектуальная упаковка.

Активная и интеллектуальная упаковка впервые появилась как ответ на требования потребителей о высоком качестве безопасности и продления срока хранения пищевых продуктов. Значительное внимание уделяется применению активных методов упаковки, в том числе включению антимикробных препаратов. Эти методы включают нанесение покрытия на упаковку, изготовленную из сырьевых или экологически чистых материалов, при этом антимикробный препарат может быть смешан с упаковкой или улетучиваться в пространство внутри упаковки. К новым тенденциям в области упаковки относится устойчивая упаковка, содержащая низин, с использованием устойчивых материалов и нанесением их на пленки.

Низин – это полипептидное антибактериальное вещество, образующееся при ферментации модифицированной молочной среды штаммами молочнокислых бактерий Lactococcus lactis. Впервые потенциал низина в консервировании пищевых продуктов был предложен в 1951 году, когда было обнаружено, что низин-продуцирующие стартовые культуры могут предотвратить образование клостридиального газа (от бактерии Clostridium tyrobutyricum) в сыре. Пектин является отличным носителем антимикробного препарата низин в покрытии и может обеспечивать медленное высвобождение антимикробного препарата. Пектины делятся на две группы: пектины с высоким содержанием метилового эфира (НМ) и пектины с низким содержанием метилового эфира (LM) в зависимости от степени их метилового этерифицирования (DE). Пектины с высоким содержанием метилового эфира (DE более 50) образуют гели в присутствии низкого рН и низкой активности воды (например при добавлении сахара), в то время как гелеобразование для низкоэфирного пектина зависит от добавления кальция в смесь.

Использовались три различных состава покрытия: контрольное покрытие на основе пектина (С), с добавлением низина (А) и с добавлением низина и хлористого кальция (В). Все покрытия были получены в виде пектиновой суспензии. Приготовление осуществлялось путем смешивания стерильной воды (процентное количество варьировалось в зависимости от способа обработки до конечного объема 100%), 2,79% глицерина, 12% подкисленной воды и 4,62% пектина. Покрытия перемешивали в течение 15 мин при 75 ⁰С, снимали с нагрева и охлаждали до 50 ⁰С. Антимикробный ультрачистый низин растворяли в стерилизованной подкисленной воде (20% уксусная кислота). Конечная концентрация низина составляла 10000 МЕ/г (для анализа свойств) или 20000 МЕ/г (для тестирования антимикробной упаковки) во влажной массе. Данное покрытие наносилось на полипропиленовую пленку и на вощеную пергаментную бумагу. Поскольку в качестве упаковки для мясных продуктов используют оба материала.

Свойства пленок с покрытием

Были проведены испытания свойств растворов покрытий. Измерялись параметры растворов покрытий: плотность, рН и процент твердых частиц. Наибольшей плотностью обладало покрытие А (2,07 г/см³). Покрытия В и С имели схожую плотность – 2,06 г/см³. Что касается показателя рН, то покрытие В имело самый высокий рН = 2,55, причем хлорид кальция, добавленный в раствор, превратил его более в основной. Что касается процентного содержания сухих веществ. То покрытие В имело самый высокий процент сухих веществ – 29,78, а покрытие С – самый низкий процент сухих веществ – 28,59. Ожидалось, что наибольший процент сухих веществ будет у покрытия В, так как в него было добавлено большое количество соединений (покрытие С + низин и хлорид кальция). Хотя низин уже много лет используется в качестве антимикробного консерванта пищевых продуктов, широкомасштабного коммерческого внедрения его в упаковку не было.

Для определения активности низина в отношении L. monocytogenes использовался диффузионный анализ в агаре и анализ «пятно на газоне». Через 7 дней с помощью метода диффузии в лунку агара были определены уровни содержания низина для покрытий А и В в полимерной пленке и вощеной бумаге. В целом низин, высвобожденный из покрытых субстратов, содержащих 10 000 IU/мл, эффективно контролировал рост L. monocytogenes.

Базовый вес, пропускание, мутность, прозрачность и толщина измерялись на сухой подложке с покрытием. Раствор покрытия Б имеет имеет наибольшую массу основы 578,94 г/м², толщину 2,79 мм, светопропускание 90,96 и мутность 12,41. Покрытие В имеет самый высокий процент сухих веществ, и это свойство положительно связано с массой основы, толщиной, светопропусканием и мутностью. Напротив, прозрачность отрицательно связана с процентом сухих веществ, поэтому покрытие С имеет самую высокую прозрачность 90,76.

Заключение

Результаты исследования свидетельствуют о том, что разработанные покрытия проявляют антимикробную активность в отношении L. monocytogenes. Разработанные покрытия безопасны для пищевых продуктов, бесцветны. Оба вида покрытия А и В подавляют L. monocytogenes в течение всего времени тестирования антимикробной упаковки для мясных деликатесов. Добавление хлорида кальция оказалось не столь эффективным, как предполагалось, что возможно, связано с тем, что в вязком пектиновом покрытии медленное высвобождение не требовалось.