Εκτίμηση της αλλοίωσης του κρέατος με σύγχρονες μεθόδους
Authors: Παπαδοπούλου Όλγα 
Published: August 2021

Το κρέας εξαιτίας της υψηλής περιεκτικότητας σε νερό και της αφθονίας σε θρεπτικάσυστατικά θεωρείται ένα από τα πιο ευαλλοίωτα τρόφιμα. Η αλλοίωση του κρέατος είναι έναοικολογικό φαινόμενο το οποίο αποδίδεται σχεδόν ολοκληρωτικά στη μικροβιακήδραστηριότητα, η οποία ποικίλει και εξαρτάται από τα είδη των μικροοργανισμών που απαντώνταισε αυτό, τα χαρακτηριστικά του κρέατος, τον τρόπο συσκευασίας και το περιβάλλον στο οποίοαποθηκεύεται. Η μικροβιακή αλλοίωση προκαλεί το σχηματισμό γλοιώδους υφής και δυσάρεστωνοσμών, κάνοντας το ανεπιθύμητο στον καταναλωτή. Είναι λοιπόν σημαντικό, να βρεθούν γρήγορακαι αξιόπιστα συστήματα ώστε να μπορεί να παρακολουθείται η ποιότητα και φρεσκάδα τουκρέατος κατά την παραγωγή και διάθεση του.Ο γενικός στόχος της παρούσας μελέτης ήταν ο προσδιορισμός της αλλοίωσης του κρέατοςμε διαφορετικές ταχείες αναλυτικές τεχνικές. Η μικροβιολογική εξέλιξη της χλωρίδας του κρέατοςπαρακολουθούνταν παράλληλα με το μεταβολικό της προφίλ. Για το σκοπό αυτόπραγματοποιήθηκαν δύο διαφορετικά πειράματα. Στο πρώτο πείραμα, που αφορούσε αλλοίωσηχοιρινού κιμά σε πέντε διαφορετικές θερμοκρασίες (0, 5, 10, 15 και 20°C) και δύο συσκευασίες(αέρας και ΜΑΡ), εφαρμόστηκαν ποικίλες ταχείες αναλυτικές τεχνικές με σκοπό να διερευνηθούνοι βιοχημικές αλλαγές κατά τη διάρκεια της αλλοίωσης του κρέατος. Στο δεύτερο πείραμα έγινεεμβολιασμός στείρου ιστού κρέατος με επιλεγμένους μικροοργανισμούς σε δύο διαφορετικέςθερμοκρασίες (4 και 10°C) και δύο συσκευασίες (αέρας και ΜΑΡ), με σκοπό τη μελέτη τωνμεταβολικών προϊόντων που παράγονται κατά τη συντήρηση του κρέατος. Οι αναλυτικές τεχνικέςπου εφαρμόστηκαν στη μελέτη αυτή, ήταν φασματοσκοπία υπερύθρου με μετασχηματισμόFourier (FTIR), ηλεκτρονική μύτη (Libra Nose), υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης (HPLC),αέρια χρωματογραφία/φασματοσκοπία μάζας με μικροεκχύλιση στερεής φάσης (HP/SPME,GC/MS) και διάφορες μοριακές τεχνικές (Rep-PCR, Sau-PCR και PFGE).Αρχικά, χρησιμοποιήθηκε η τεχνική φασματοσκοπίας υπερύθρου με μετασχηματισμόFourier (FTIR), η οποία είναι μια απλή, εύχρηστη και ταχεία μέθοδος που δε καταστρέφει τοδείγμα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση της ποιότητας του κρέατος. Για αυτό τολόγο, δείγματα χοιρινού κιμά αναλύθηκαν και με τα δεδομένα που συλλέχθηκαν από τα φάσματα δημιουργήθηκαν μαθηματικά μοντέλα χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της Διακριτικής ΑνάλυσηςΜερικών Ελαχίστων Τετραγώνων (PLS-DA) ώστε να γίνει εφικτή η πρόβλεψη της ποιοτικήςκλάσης του κρέατος το οποίο ήταν ήδη χαρακτηρισμένο ως φρέσκο, σχετικά-φρέσκο ήαλλοιωμένο από την οργανοληπτική ανάλυση, ενώ για την εκτίμηση του πληθυσμού τωνδιαφόρων ομάδων μικροοργανισμών χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος της Γραμμικής ΠαλινδρόμησηςΜερικών Ελαχίστων Τετραγώνων (PLS-R), Από τα αποτελέσματα φαίνεται πως η PLS-DA έδειξεσωστή κατηγοριοποίηση σε ποσοστό 87,7% των δειγμάτων χοιρινού κιμά που είχαν συντηρηθείαερόβια και 79,3% των δειγμάτων που είχαν συντηρηθεί σε ΜΑΡ σε σχέση με τον οργανοληπτικότους προφίλ. Αντίστοιχα, από τις τιμές που προέκυψαν από τους δείκτες επίδοσης των μοντέλωνπου αναπτύχθηκαν, φαίνεται πως υπήρξε καλός συσχετισμός μεταξύ των δεδομένων του FTIR καιτων μικροβιολογικών δεδομένων. Ο δείκτης προκατάληψης (Bf) για όλες τις μικροβιακές ομάδεςπου εξετάστηκαν ήταν κοντά στη μονάδα, αποδεικνύοντας ότι δεν υπήρξε κάποια συστηματικήαπόκλιση (υπερ ή υπο-εκτίμηση του μικροβιακού πληθυσμού) από τα μοντέλα. Επιπλέον, με βάσητις τιμές του συντελεστή ακρίβειας (Af), φαίνεται πως η μέση απόκλιση μεταξύ των εκτιμήσεωνκαι των παρατηρήσεων ήταν 7,5% και 7,9% και 6,0% και 5,9%, για την Ολική ΜεσόφιληΧλωρίδα και τις Pseudomonas spp., στην αερόβια συντήρηση και στην συντήρηση σε ΜΑΡαντίστοιχα.Στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε η ηλεκτρονική μύτη ως μια γρήγορη τεχνική για τηνεκτίμηση της αλλοίωσης του χοιρινού κρέατος. Τα πτητικά συστατικά χοιρινού κιμά αναλύθηκανστην ηλεκτρονική μύτη και τα δεδομένα που συλλέχθηκαν υποβλήθηκαν σε Ανάλυση ΚυρίωνΣυνιστωσών (Principal Component Analysis, PCA) και στη συνέχεια αναλύθηκαν με ΔιακριτικήΑνάλυση Παραγόντων (Discriminant Function Analysis, DFA) και Μηχανές ΔιανυσμάτωνΥποστήριξης (Support Vector Machines, SVM). Από τα αποτελέσματα προκύπτει πως υπήρξεσωστή κατηγοριοποίηση των δειγμάτων στις τρεις προκαθορισμένες κλάσεις ποιότητας μεανάλυση DFA. Η ακρίβεια πρόβλεψης για τα δείγματα που είχαν συσκευαστεί σε αέρα και σεΜΑΡ ήταν 86% και 82% αντίστοιχα. Eπίσης, το μοντέλο που αναπτύχθηκε με SVM ήταν σε θέσηνα εκτιμήσει το μικροβιακό φορτίο της κάθε μικροβιακής ομάδας ικανοποιητικά.Κατόπιν, χρησιμοποιήθηκαν 2 ακόμα ταχείες αναλυτικές τεχνικές, η HPLC για τονπροσδιορισμό των οργανικών οξέων και η GC/MS για τον προσδιορισμό των πτητικών ενώσεωνπου ανευρίσκονται στον χοιρινό κιμά κατά την συντήρησή του. Λήφθηκαν ενδιαφέρουσες πληροφορίες για την εξέλιξη της αλλοίωσης υπό διαφορετικές συνθήκες αποθήκευσης καιεντοπίστηκαν αρκετές ενώσεις οι οποίες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως δείκτεςαλλοίωσης. Επιπλέον, τα μοντέλα που αναπτύχθηκαν με PLS-R για την GC/MS και με SVM γιατην HPLC έδωσαν ικανοποιητικά αποτελέσματα όσον αφορά στις εκτιμήσεις των μικροβιακώνομάδων (π.χ. η τιμή του συντελεστή συσχέτισης για την ΟΜΧ στην αερόβια συσκευασία ήταν0,792 και 0,866 για την HPLC και την GC/MS αντίστοιχα). Επίσης, η ανάλυση με DFA είχεακρίβεια πρόβλεψης σε ποσοστό 97,60% για την HPLC και 76,06% για την GC/MS επί τουσυνόλου των δειγμάτων που είχαν συντηρηθεί σε ΜΑΡ αντίστοιχα. Επιπρόσθετα, η GC/MSχρησιμοποιήθηκε για να προσδιορίσει τις πτητικές ουσίες που υπάρχουν κατά την αλλοίωσηστείρου μη εμβολιασμένου και εμβολιασμένου ιστού κρέατος με επιλεγμένους αλλοιωγόνουςμικροοργανισμούς. Τα αποτελέσματα αναλύθηκαν με PLS-DA και ανάλυση της διακύμανσηςενός παράγοντα. Από τα αποτελέσματα, φάνηκαν να υπάρχουν συσχετίσεις μεταξύ των πτητικώνουσιών και των ειδικών αλλοιωγόνων μικροοργανισμών.Τέλος, εξετάστηκε η ποικιλομορφία, καθώς και η εξέλιξη του βακτηρίου Β. thermosphactaσε επίπεδο στελέχους, το οποίο απομονώθηκε από χοιρινό κιμά υπό διαφορετικές συνθήκεςσυσκευασίας (αέρας και τροποποιημένη ατμόσφαιρα) και θερμοκρασίας (0, 5, 10 και 15°C) απότο επιλεκτικό υπόστρωμα για τον Brochothrix spp. Επιλέχθηκαν 3 μοριακές τεχνικές καιπροέκυψαν διαφορετικά αποτελέσματα τα οποία αποδίδονται στο διαφορετικό βαθμό διακριτικήςικανότητας της κάθε μοριακής τεχνικής. Η διαφοροποίηση των στελεχών βασίστηκε κυρίως στηθερμοκρασία και τα αποτελέσματα έδειξαν πως όλα τα στελέχη ανήκουν στο είδος Brochothrixthermosphacta.