Μελέτη της χρήσης των οργανικών οξέων ως μέσα ελέγχου της Listeria monocytogenes σε φρέσκο μαρούλι
Creators: name: Σαμαρά, Αρχοντία Σπυρίδωνος
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2007
Subjects: Φρέσκα λαχανικά-Μαρούλι
Προσομοίωση γαστρικού υγρού
Ανοχή σε οξύ
Οργανικά οξέα
Απολύμανση
Listeria monocytogenes
Fresh vegetables-lettuce
Gastric acid (simulated)
Acid adaptation

description: Τα τελευταία χρόνια έχει γίνει γνωστό ότι η υψηλή κατανάλωση λαχανικώνμπορεί να προστατέψει τον ανθρώπινο οργανισμό από καρκίνο, καρδιοαγγειακέςπαθήσεις και άλλες ασθένειες. Το παραπάνω γεγονός σε συνδυασμό με τουςγρήγορους ρυθμούς ζωής οδήγησαν στην ανάγκη για παραγωγή έτοιμων προςκατανάλωση λαχανικών χωρίς περαιτέρω διαδικασίες, δηλαδή στα λεγόμεναελάχιστα μεταποιημένα λαχανικά.Τα ελάχιστα μεταποιημένα λαχανικά παράγονται και επεξεργάζονται κατάτέτοιο τρόπο ώστε: να είναι έτοιμα για κατανάλωση, να έχουν μακρά ζωή στο ράφι,να είναι ασφαλή για την υγεία και να διατηρούν ακέραιη τη θρεπτική και γευστικήποιότητα. Ωστόσο, η υψηλή συχνότητα παρουσίας παθογόνων μικροοργανισμών σταπροϊόντα αυτά έχει οδηγήσει τη βιομηχανία τροφίμων στην αναζήτηση δραστικώνμεθόδων για την βελτίωση της ασφάλειάς τους. Η χρήση οργανικών οξέων αποτελείσήμερα ένα σημαντικό «εργαλείο» για τη βελτίωση της υγιεινής και ασφάλειας τωνφρέσκων λαχανικών. Παρά ταύτα, πολλοί ερευνητές εκφράζουν επιφυλάξεις ως προςτη δραστικότητα των ουσιών αυτών που σχετίζονται κυρίως με τη δράση τους στηνανταγωνιστική, φυσική χλωρίδα των τροφίμων αλλά και με την αναπτυξη υψηλήςαντοχής των παθογόνων σε όξινες συνθήκες που μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα τηνπροστασία τους στις ισχυρά όξινες συνθήκες των στομαχικών υγρών και τη δυνητικήαύξηση της παθογένειάς τους.Τα βασικά αντικείμενα της παρούσας διατριβής, ήταν i) η μελέτη της επίδρασηςτων μεταχειρίσεων εμβάπτισης σε διαλύματα οργανικών οξέων (γαλακτικό, οξικό,κιτρικό και προπιονικό) στην επιβίωση/ανάπτυξη της Listeria monocytogenes σεφρέσκο μαρούλι και ii) η μελέτη της επιβίωσης της Listeria monocytogenes σεπροσομοίωση γαστρικού υγρού μετά από συντήρηση σε φρέσκο μαρούλι που έχειεμβαπτιστεί σε νερό και διαλύματα οργανικών οξέων.Στο πρώτο μέρος της μελέτης που εκπονήθηκε, δείγματα φρέσκου μαρουλιούελήφθησαν και εμβαπτίστηκαν σε διαλύματα οργανικών οξέων, με σκοπό τον έλεγχοτης ανάπτυξης / επιβίωσης του παθογόνου L. monocytogenes. Τα αποτελέσματαέδειξαν ότι ο τύπος του οργανικού οξέους, η συγκέντρωσή του αλλά και ηθερμοκρασία συντήρησης αποτελούν σημαντικούς παράγοντες που επιδρούν στηνδραστικότητα των μεταχειρίσεων εμβάπτισης σε οργανικά οξέα για τον έλεγχο της L.monocytogenes σε φρέσκο μαρούλι. Από τα οργανικά οξέα που εξετάστηκαν τημεγαλύτερη δραστικότητα στον έλεγχο της L. monocytogenes έδειξε το γαλακτικό6οξύ. Η εμβάπτιση του μαρουλιού σε διάλυμα γαλακτικού οξέους 0.5% είχε ωςαποτέλεσμα τη σημαντική μείωση του παθογόνου κατά τη συντήρηση στους 5 oC.Κατά τη συντήρηση στους 20 oC η εμβάπτιση σε διάλυμα γαλακτικού οξέους 0.5%οδήγησε σε άυξηση της φάσης προσαρμογής του παθογόνου αν και στο τέλος τηςπεριόδου συντήρησης ο πληθυσμός του παθογόνου κυμάνθηκε σε επίπεδα παρόμοιαμε αυτά των δειγμάτων που είχαν εμβαπτιστεί σε νερό. Η αύξηση της συγκέντρωσηςτου διαλύματος εμβάπτισης από 0.5 σε 1% είχε ως αποτέλεσμα την ταχεία μείωσητης L. monocytogenes κάτω από το όριο ανιχνευσης κατά τη συντήρηση τόσο στους 5όσο και στους 20 oC. Σε αντίθεση με το γαλακτικό οξύ, η χρήση διαλυμάτωνεμβάπτισης οξικού, προπιονικού και κιτρικού οξέος σε συγκέντρωση 0.5% οδήγησεσε ορισμένες περιπτώσεις στην ενίσχυση της ανάπτυξης του παθογόνου πιθανώςλόγω της επίδρασης στην ανταγωνιστική μικροχλωρίδα. Ωστόσο, τα παραπάνω οξέαβρέθηκαν να έχουν σημαντική παρεμποδοστική δράση έναντι του παθογόνου σεσυγκέντρωση 1% με εξαίρεση το κιτρικό οξύ που και στην υψηλή συγκέντρωση δενπαρουσίασε σημαντικές διαφορές σε σχέση με την εμβάπτιση σε νερόΗ εμβάπτιση του μαρουλιού σε διαλύματα οργανικών οξέων μπορεί ναεπηρεάσει σημαντικά τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά του προϊόντος. Ωστόσο,στην παρούσα μελέτη διαπιστώθηκε ότι η επίδραση της εμβάπτισης σε διαλύματαοργανικών οξέων εξαρτάται σημαντικά από το τύπο του οργανικού οξέος, τησυγκέντρωση του διαλύματος καθώς και τη θερμοκρασία συντήρησης. Η χρήσηδιαλυμάτων οξικού και προπιονικού οξέος ακόμα και σε συγκέντρωση 0.5% είχεσημαντική επίδραση στην εμφάνιση του μαρουλιού ενώ η εμβάπτιση του μαρουλιούσε διαλύματα κιτρικού και γαλακτικού οξέος συγκέντρωσης 0.5 και 1% είχε πολύμικρή επίδραση στην συνολική εμφάνιση του προϊόντος.Στο δεύτερο μέρος της μελέτης που εκπονήθηκε, εξετάστηκαν οι συνέπειεςτης εμβάπτισης του μαρουλιού σε διαλύματα οργανικών οξέων στην επιβίωση της L.monocytogenes σε ισχυρά όξινες συνθήκες που προσομοιάζουν αυτές των γαστρικώνυγρών. Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι δεν παρουσιάζεται αυξημένηεπιβίωση του παθογόνου σε γαστρικό υγρό για τα δείγματα που εμβαπτίστηκαν σεοξικό, προπιονικό και κιτρικό οξύ σε σχέση με αυτά που εμβαπτίστηκαν σε νερό.Συνεπώς οι συνθήκες οξύτητας στα εμβαπτισμένα με τα παραπάνω οργανικά οξέαδείγματα δεν οδήγησαν σε φαινόμενα προσαρμογής της L. monocytogenes. Αντίθετα,στα δείγματα που εμβαπτίστηκαν σε γαλακτικό οξύ η μείωση του παθογόνου κατάτην ακολουθούμενη έκθεση στο γαστρικό υγρό ήταν κατά πολύ ταχύτερη σε7σύγκριση με τα δείγματα που εμβαπτίστηκαν σε νερό γεγονός που μπορεί ναοφείλεται στην εξασθένηση του παθογόνου κατά τη διάρκεια της συντήρησης.Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα της μελέτης δείχνουν ότι κατά τηνεξυγίανση φρέσκων λαχανικών με εμβάπτιση σε οργανικά οξέα πρέπει να δίνεταιμεγάλη προσοχή στην επιλογή του τύπου αλλά και της συγκέντρωσης του οργανικούοξέος. Η λάθος επιλογή των παραπάνω παραμέτρων μπορεί να οδηγήσει όχι μόνο στοανεπαρκή έλεγχο της ασφάλειας αλλά και σε αντίθετα από τα επιθυμητά αποτελέσμαόπως η ενίσχυση της αύξησης του παθογόνου. Στην παρούσα μελέτη βρέθηκε ότι ηεμβάπτιση του μαρουλιού σε διάλυμα γαλακτικού οξέος 0.5% μπορεί να διασφαλίσειτο δραστικό έλεγχο της L.. monocytogenes όταν συνδυάζεται με συντήρηση υπόψύξη. Όταν η ψύξη κατά την συντήρηση δεν διασφαλίζεται ο έλεγχος του παθογόνουαπαιτεί συγκέντρωση γαλακτικού οξέος 1%. Επιπλέον, η χρήση γαλακτικού οξέοςέχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της ευαισθησίας του στις όξινες συνθήκες τουστομαχιού γεγονός που δέιχνει την πιθανή μείωση της παθογένειάς του. Οιεφαρμογές εμβάτπισης σε γαλακτικό οξύ μπορεί να οδηγήσουν στη μείωση τηςδιάρκειας ζωής του προϊόντος κατά περίπου 10-15% σε σχέση με την εμβάπτιση σενερό αλλά εξασφαλίζουν τον δραστικό έλεγχο της L.. monocytogenes που αποτελείέναν από τους σημαντικότερους κινδύνους των φρέσκων λαχανικών .
description: The last years, it has been known that the high consumption of vegetablescan protect the human organism by cancer, cardiovascular and other diseases. Thisfact in combination with the fast way of life created the necessity for the productionof ready to use vegetables without further procedures.The processed vegetables are produced and processed in such way in orderto: be ready for consumption, have long self-life, be safe for human health and keepthe nutritional and taste quality. However, the high prevalence of pathogenicmicroorganisms in the raw materials of these products leaded the food industry insearching for new methods for the improvement their safety status. The use of organicacids, is an important “tool” for the improvement of fresh vegetables safety.Nevertheless, many researchers have expressed their concerns on the use of thesecompounds which are mainly related with their effect on the antagonistic of the foodnatural flora against pathogens as well as the development of acid adaptativeresponses of pathogens which may result in increased pathogenesis.The objectives of this study were to i) study the effect of decontaminationtreatments with organic acid solutions (lactic, acetic, citric, propionic) to thesurvival/growth of L.monocytogenes on fresh lettuce during storage and ii) investigatethe survival of L.monocytogenes in simulated gastric liquid after storage ondecontaminated fresh lettuce with organic acid solutions.The results of the fisrt part of the study showed that the effect ofdecontamination treatments with organic acid solutions on the control of L.monocytogenes during storage of fresh lettuce strongly depends on the type of theacid used, the concentration of the solution and the storage temperature. The wrongchoice of the above parameters may results not only in the inadequate control of thepathogen but in some cases in the stimulation of its growth. Ideed, decontamination offresh lettuce with 0.5% solutions of acetic and propionic acid resulted in faster growthof L. monocytogenes during storage at 20 oC compared to samples treated with water.The above observation can be attributed to the strongest inhibitory effect of thesesolutions against the natural microflora of lettuce compared to their effect against thepathogen.In general, the strongest antimicrobial affect against L. monocytogenesamong the organic acids tested was observed for lactic acid solutions. The results9showed that dipping of lettuce in 0.5% lactic acid solution can result in the effectivecontrol of L.monocytogenes when combined with storage under refrigerationtemperature. When the refrigeration temperature is not ensured, a concentration of 1%lactic acid is required for effective control of the pathogen. For acetic and propionicacid inhibition of L.monocytogenes was observed only at concentration of 1%. Theuse of citric acid did not result in effective control of the pathogen at both testedconcentrations (0.5 and 1%)Decontamination of fresh lettuce with organic acid solutions cansignificantly affect the sensoty characteristics of the product. The results of thepresent study showed that the use of acetic and propionic acid solutions resulted inabout 50% reduction of the self life compared to samples treated with water while therespective reduction in samples treated with citric and lactic acid solutions was 10-15%In the second part of the study, the survival of L.monocytogenes duringexposure in simulated gastric fluid following storage of inoculated fresh lettuce wasexamined. The results showed that decontamination of inoculated fresh lettuce withorganic acid solutions did not result in an increased survival of L.monocytogenesduring subsequent exposure to simulated gastric fluid compared to fresh lettucetreated with water. These results indicate that the environment of samples treated withorganic acid solutions did not lead to adaptation phenomena of L. monocytogenes.Onthe contrary, for fresh lettuce samples treated with lactic acid, the decrease ofpathogen population during subsequent exposure to gastric fluid was significantlyfaster compared to samples treated with water. The above observation could beattributed to the exhaustion of the pathogen during storage in the mild acidicconditions of the decontaminated lettuce and the faster death during subsequentexposure to the extreme acidic environment of the gastric fluid.In conclusion, this study showed that the type of the acid, the concentrationof the acid solution and the storage temperature are important factors affecting theeffectiveness of organic acid decontamination on the growth/survival ofL.monocytogenes on fresh lettuce. Deontamination of lettuce with 0.5% lactic acidsolution can result in the effective control of L.monocytogenes when combined withstorage under refrigeration temperature while when the refrigeration temperature isnot ensured, a concentration of 1% lactic acid is required for effective control of thepathogen. In addition, decontamination with lactic acid results in an increased10sensitivity of L.monocytogenes during subsequent exposure to conditions simulatedthe gastic fluids which could be translated to a decreased pathogenesis.