КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБЫ БОРЬБЫ С РАЗРАСТАНИЕМ ПАТОГЕНОВ И МИКРООРГАНИЗМОВ, ВЫЗЫВАЮЩИХ ПОРЧУ, В СИСТЕМАХ С ВЫСОКОЙ ВЛАЖНОСТЬЮ И НИЗКИМ СОДЕРЖАНИЕМ СОЛЕЙ НАТРИЯ
COMPOSITION AND METHODS FOR CONTROLLING PROLIFERATION OF PATHOGENS AND MICROORGANISMS WHICH CAUSE SPOILAGE IN SYSTEMS WITH HIGH HUMIDITY AND LOW CONTENT OF SODIUM SALTS

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0001] Настоящее изобретение в целом относится к композиции и способам ингибирования патогенов и микроорганизмов, вызывающих порчу.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Все большее число потребителей считают, что продукты, не содержащие синтетических или химических добавок, более полезны для здоровья. В ответ на эти потребительские тенденции и предпочтения, пищевая промышленность сосредоточила усилия на предоставлении различных альтернатив, таких, как экологически чистые и/или натуральные продукты, которые не содержат искусственных консервантов, сохраняющих при этом аналогичные характеристики защиты от микробов по сравнению с традиционно полученными продуктами.
[0003] Консервирующие агенты, такие как соли нитрата натрия и нитрита натрия ("консервированный"), имеют долгую историю сохранения защиты обработанных мясных составов от микробов, поскольку они обеспечивают функциональные преимущества противомикробной и антиоксидантной активности в дополнение к желаемым цветовым и вкусовым показателям, характерным для таких продуктов (см., например, Pegg, R.B. и F. Shahidi. 2000. Nitrite curing of meat: the N-nitrosamine problem and nitrite alternatives. Food & Nutrition Press, Inc., Trumbull, СТ., включенный в настоящий документ во всей полноте посредством ссылки).
[0004] Однако, потребление обработанных мясных продуктов, полученных с такими консервирующими агентами, недавно было связано с повышенным риском развития колоректального рака вследствие образования соединений, содержащих нитрозогруппу, и полициклических ароматических углеводородов, вызывающих рак (см., например, Santarelli, R. L., Pierre, F., & Corpet, D. E. 2008. Processed meat and colorectal cancer: a review of epidemiologic and experimental evidence. Nutrition and Cancer, 60(2), 131-144., включенный в настоящий документ во всей полноте посредством ссылки). Кроме того, Международное агентство по изучению рака (МАИР, дочерняя структура ВОЗ) и Американский институт исследования раковых заболеваний (AICR) недавно классифицировали обработанные мясные продукты как канцерогенные агенты Группы 1 для людей (см., например, Bouvard, et al. 2015, on behalf of the International Agency for Research on Cancer Monograph Working Group, The Carcinogenicity of consumption of red and processed meat. The Lancet Oncology. Published Online: 26 October 2015, включенный в настоящий документ во всей полноте посредством ссылки).
[0005] Мясные продукты, полученные без консервирующих агентов, либо из синтетических, либо из натуральных источников ("неконсервированные" или "без содержания нитратов или нитритов") более восприимчивы к росту патогенов из-за их противомикробной природы. Виды Listeria monocytogenes и Clostridium это два патогена, которые представляют особую озабоченность в "неконсервированных" продуктах или продуктах "без содержания нитратов или нитритов". Listeria monocytogenes представляет собой психротроф, который может расти даже при температурах охлаждения и, таким образом, создает риск безопасности пищевых продуктов в готовых к употреблению (RTE) мясных и птицепродуктах с увеличенным сроком хранения. Особую озабоченность вызывают спорообразующие энтеротоксигенные виды Clostridia, такие как Clostridium botulinum и Clostridium perfringens, связанные с обработанными мясными и птицепродуктами. В то время как тепло, применяемое при производстве готовых к употреблению обработанных мясных продуктов, является достаточным для ингибирования вегетативных клеток, споры не инактивируются, и могут прорасти и превратиться в вегетативные клетки.
[0006] Организмы, вызывающие порчу, также играют важную роль в сокращении срока хранения сырого (свежего) и неконсервированного готового к употреблению охлажденного мяса и мяса домашней птицы. Например, виды Pseudomonas и Lactobacillus в основном ответственны за нежелательные проявления, такие как неприятные запахи, обесцвечивание, газ и слизь и т.д.
[0007] Кроме того, в последнее время наблюдается движение в отношении снижения содержания натрия в пище (см., например, Scientific Report of the 2015 Dietary Guidelines Advisory Committee. Advisory Report of the Secretary of Health and Human Services and the Secretary of the Agriculture). Натрий является эффективным консервантом, и снижение его количества делает составы более уязвимыми к высокому риску роста патогенов и порче продукции и, следовательно, приводит к сокращению срока хранения продукта (см., например, Desmond, E. 2006. Reducing salt: A challenge for the meat industry, Meat Science, 74 (2006), pp. 188-196, включенный в настоящий документ во всей полноте посредством ссылки).
[0008] В консервированных продуктах низкие уровни нитрита натрия, приблизительно 50 м.д., достаточны для ингибирования видов Clostridium в обработанных мясных составах (см., например, Hustad, G. О., J. G. Cerveny, H. Trenk, R. H. Deibel, D. A. Kautter, T. Fazio, R. W. Johnston, and O. E. Kolari. 1973. Effect of sodium nitrite and sodium nitrate on botulinal toxin production and nitrosamine formation in wieners. Appl. Microbiol. 26:22-26, включенный в настоящий документ во всей полноте посредством ссылки).
[0009] Тем не менее, максимально допустимый уровень 156 м.д. нитрита натрия при использовании без добавления дополнительных противомикробных препаратов недостаточен для ингибирования Listeria monocytogenes (см., например, Farber, J. M., R. C. McKellar, and W. H. Ross. 1995. Modelling the effects of various parameters on the growth of Listeria monocytogenes on liver pate. Food Microbiol. 12:447-453, включенный в настоящий документ во всей полноте посредством ссылки).
[0010] Подобные или сопоставимые результаты ожидаются при ингибировании видов Listeria и Clostridia, когда альтернативные источники нитрата или нитрита (полученные либо синтетическими, либо ферментативными способами) применяют для получения аналогичных концентраций, эквивалентных нитриту натрия, как описано в приведенных выше примерах.
[0011] В предыдущих исследованиях были изучены органические кислоты или их соли для ингибирования этих патогенов в готовых к употреблению обработанных мясных продуктах. В частности, исследования показывают, что уксусная кислота или ее соль, взятая отдельно, при применении в концентрациях (менее 1%), при которых, как ожидалось, будут обеспечены приемлемые сенсорные характеристики в готовых к употреблению мясных и птицепродуктах, не приводила к ингибированию C. perfringens в мясе грудки индейки (см., например, Juneja, V. K., and H. Thippareddi. 2004. Inhibitory effects of organic acid salts on growth of Clostridium perfringens from spore inocula during chilling of marinated ground turkey breast. Int. J. Food Microbiol. 93:155-163, включенный в настоящий документ во всей полноте посредством ссылки).
[0012] Дополнительные исследования показали, что 0,3-0,5% диацетат натрия, применяемый отдельно или в сочетании с дополнительными противомикробными препаратами, был эффективен в борьбе с Listeria monocytogenes в суспензиях мяса индейки, полученных с нитритом натрия и без него (см., например, Schlyter, J.H., Glass, K.A., Loeffelholz, J., Degnan, A.J., Luchansky, J.B., 1993. The effects of diacetate with nitrite, lactate, or pediocin on the viability of Listeria monocytogenes in turkey slurries. Int. J. Food Microbiol. 19, 271-281, включенный в настоящий документ во всей полноте посредством ссылки). Однако предлагаемые уровни были выше, чем максимально допустимые уровни (0,25% состава продукта, список FSIS 7120) в мясных и птицепродуктах в США и, как ожидается, они будут способствовать неприемлемому вкусу готового продукта. Кроме того, было продемонстрировано применение пропионовой кислоты или ее соли в сочетании с педиоцином для борьбы с Listeria monocytogenes. Тем не менее, известными на сегодняшний день способами невозможно установить контроль над видами Clostridia, одним из преобладающих факторов риска в неконсервированных мясных и птицепродуктах.
[0013] При том, что известно применение низина в сочетании с органическими кислотами, эффективность этих систем требует присутствия эмульгаторов и зависит от последовательного добавления этих отдельных компонентов. Кроме того, эти композиции не продемонстрировали эффективность в ингибировании проблемных патогенных и вызывающих порчу микроорганизмов при условиях, указанных в данном документе, которые представляют собой неконсервированные обработанные мясные продукты с высокой влажностью и низким содержанием солей натрия (см., например, заявку на патент US 2013/0012428 A1 Jacobus et al., включенную в настоящий документ во всей полноте посредством ссылки).
[0014] В патенте US 6509050 B1 Henson et al., который включен в настоящий документ во всей полноте посредством ссылки, продемонстрировано применение полифосфатов в сочетании с органической кислотой или ее солями для борьбы с Listeria monocytogenes на модели мясного бульона, и микроорганизмами, вызывающими порчу, в консервированной мясной системе. Как известно в данной области техники, фосфаты обычно применяют в мясных продуктах для удержания влаги и улучшения выхода. Однако не доказана эффективность этого подхода в ингибировании патогенов в неконсервированной мясной системе с низким содержанием солей натрия. Более того, раскрытые уровни фосфатов, выше разрешенных в настоящее время в США (0,5%, список FSIS 7120).
[0015] На сегодняшний день не сообщалось об одновременном ингибировании видов Listeria и Clostridia в готовых к употреблению охлажденных мясных продуктах, полученных без нитрита натрия. Желательно появление способа, который может продемонстрировать эффективность в отношении пищевых патогенов и микроорганизмов, вызывающих порчу, в "неконсервированных" или " без содержания нитритов" системах с приемлемым вкусом, высокой влажностью (от 65 до 80 мас.%), низким содержанием соли (менее 2 мас.%) и значением рН в диапазоне от 5,5 до 8,5.
[0016] Таким образом, кумулятивные эффекты замены химических консервантов на экологически чистые изделия в дополнение к снижению уровней натрия в пищевых продуктах, обязывают производителей продуктов питания нарушать срок хранения. В частности, в группе риска находятся пищевые продукты с высокой влажностью и низким содержанием солей натрия, что благоприятствует росту микроорганизмов, например, неконсервированные мясные продукты, представленные выше. Хотя существует несколько путей (способов и противомикробных препаратов) для борьбы с пищевыми патогенами и микроорганизмами, вызывающими порчу, в традиционных обработанных мясных и птицепродуктах, приготовленных с применением нитрита натрия, в данной области техники существует необходимость в способах устранения такого нарушения и повышения безопасности экологически чистых продуктов (без нитрита натрия или нитрита натрия). Также предпочтительно продемонстрировать способ ингибирования патогенов и микроорганизмов, вызывающих порчу, одним раствором, который обладает широкими противомикробными свойствами в различных матрицах и применениях.
[0017] Настоящее изобретение обеспечивает такой способ ингибирования. Эти и другие преимущества, а также дополнительные признаки изобретения будут очевидны из приведенного здесь описания изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0018] Изобретение, описанное здесь, относится к способу ингибирования роста патогенов и организмов, вызывающих порчу, в среде с характерно высокой влажностью от 65 до 80 мас.%, низким содержанием соли (менее 2,0 мас.%), значением рН от 5,5 до 8,5, путем применения эффективного количества противомикробной композиции, и предлагает надежную альтернативу традиционным консервантам. Противомикробная композиция содержит органическую кислоту или ее соль и противомикробный пептид, полученный ферментацией, и не содержит каких-либо эмульгирующих и/или хелатирующих агентов. Противомикробную композицию могут применять на всех стадиях обработки, но не ограничиваясь предварительным смешиванием и предварительной варкой до полуготовности при нанесении на обработанные мясные продукты. Ее также могут применять путем распыления, прямого добавления, впрыскивания, перекачивания, переворачивания, массирования и т.д.
[0019] С помощью предлагаемого способа можно подавлять рост патогенов и микроорганизмов, вызывающих порчу, в системах, включающих, но не ограниченных ими, готовые к употреблению пищевые продукты, в частности мясные и птицепродукты, а также чистящие средства, корма для животных, косметические средства и фармацевтические препараты.
[0020] Органическая кислота выбрана из уксусной, лимонной или пропионовой кислоты, или их соли. Под солью органической кислоты обычно подразумевают одновалентную или двухвалентную соль металла органической кислоты, включая, но не ограничиваясь ими, натриевую, калиевую, кальциевую и магниевую соль органической кислоты. Полученный ферментацией противомикробный препарат состоит из бактериоцина или его аналогов или производных, в результате чего бактериоцин представляет собой рибосомально синтезированный противомикробный пептид, продуцируемый некоторыми бактериями, который уничтожает или ингибирует рост близкородственных бактерий.
[0021] Такое противомикробное вмешательство применяют к пищевым и непищевым системам, включая различные условия упаковки, такие как вакуумные, невакуумные и условия модифицированной газовой среды.
[0022] В одном примере осуществления изобретения предложена противомикробная композиция для борьбы с разрастанием патогенов и микроорганизмов, вызывающих порчу, в пищевых или питьевых продуктах, имеющих содержание влаги от приблизительно 65 мас.% до приблизительно 80 мас.%, содержание соли менее приблизительно 2,0 мас.%, и значение рН от приблизительно 5,5 до приблизительно 8,5. Композиция включает органическую кислоту или ее соль и противомикробный пептид, полученный ферментацией. Вышеупомянутые патогены могут представлять собой виды Listeria и/или могут представлять собой виды класса спорообразующих микроорганизмов, включающих виды Clostridia. Микроорганизмы, вызывающие порчу, могут представлять собой виды Lactobacilli, Leuconostoc, Pseudomonas и Brochothrix.
[0023] Пищевой продукт может быть выбран из группы, состоящей из мяса животных, напитков, кормовых продуктов или сельскохозяйственных продуктов. Условия упаковки пищевых или питьевых продуктов могут быть одним из вакуумных, невакуумных и условий модифицированной газовой среды.
[0024] В дополнительном варианте осуществления в соответствии с данным аспектом, органическая кислота выбрана из группы, состоящей из уксусной кислоты, молочной кислоты, пропионовой кислоты, лимонной кислоты или их соли. В качестве одного конкретного неограничивающего примера органическая кислота представляет собой уксусную кислоту или ее соль в концентрации по меньшей мере приблизительно 0,275 мас.%. Значение рН уксусной кислоты или ее соли составляет от приблизительно 5,0 до приблизительно 8,0.
[0025] В другом дополнительном варианте осуществления в соответствии с данным аспектом, противомикробным препаратом, полученным ферментацией является бактериоцин. Бактериоцин представляет собой рибосомально синтезированный противомикробный пептид, продуцируемый некоторыми бактериями, который уничтожает или ингибирует рост близкородственных бактерий, например, низин, сакацин, педиоцин, лактоцин и их производные или аналоги. В качестве одного конкретного неограничивающего примера, бактериоцин представляет собой низин в диапазоне от приблизительно 5 м.д. до приблизительно 50 м.д. Значение рН низина составляет от приблизительно 3,0 до приблизительно 6,5.
[0026] В другом дополнительном аспекте согласно данному изобретению противомикробная активность композиции является бактериостатической или бактерицидной. Композиция может быть представлена в виде порошка или жидкости. Значение рН находящейся в растворе композиции составляет от приблизительно 5 до приблизительно 8.
[0027] В другом примере осуществления изобретения предложен способ борьбы с разрастанием патогенов и микроорганизмов, вызывающих порчу, в пищевых или питьевых продуктах. Способ включает обеспечение пищевого или питьевого продукта, где содержание влаги составляет от приблизительно 65 мас.% до приблизительно 80 мас.%, значение рН от приблизительно 5,5 до приблизительно 8,5 и содержание соли менее приблизительно 2,0 мас.%. Способ также включает взаимодействие пищевого или питьевого продукта с противомикробной композицией, содержащей органическую кислоту или ее соль, и противомикробный пептид, полученный ферментацией, для борьбы с ростом патогенов и микроорганизмов, вызывающих порчу.
[0028] В дополнительном варианте осуществления, стадия обеспечения пищевого или питьевого продукта включает обеспечение пищевого или питьевого продукта, который не содержит нитратов и нитритов, полученных либо синтетическим, либо ферментативным способом. Патогены могут представлять собой виды Listeria. Патогены также могут представлять собой виды класса спорообразующих микроорганизмов, включающих виды Clostridia. Микроорганизмы, вызывающие порчу, представляют собой любой из видов Lactobacilli, Leuconostoc, Pseudomonas и Brochothrix. Пищевой или питьевой продукт выбран из группы, состоящей из мяса животных, напитков, кормовых продуктов или сельскохозяйственных продуктов. Условия упаковки пищевых или питьевых продуктов представляют собой одно из вакуумных, невакуумных и условий модифицированной газовой среды.
[0029] В еще одном примере осуществления, изобретение обеспечивает противомикробную систему, содержащую пищевой или питьевой продукт, имеющий следующие характеристики: 1) содержание влаги от приблизительно 65 мас.% до приблизительно 80 мас.%, 2) значение рН от приблизительно 5,5 до приблизительно 8,5 и 3) содержание соли менее приблизительно 2,0 мас.%, причем система также включает органическую кислоту или ее соль, пептид, полученный ферментацией, где органическую кислоту или ее соль и пептид, полученный ферментацией, применяют для борьбы с ростом микроорганизмов в пищевом или питьевом продукте при указанных условиях.
[0030] Другие аспекты, цели и преимущества изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания, взятого в сочетании с прилагаемыми фигурами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0031] Прилагаемые фигуры, включенные и составляющие часть описания, иллюстрируют несколько аспектов настоящего изобретения и вместе с описанием служат для объяснения принципов изобретения. Графические материалы:
[0032] На фиг. 1 представлено ингибирование разрастания L. monocytogenes на поверхностно инокулированных неконсервированных ломтиках индейки в виде нарезки, хранящихся в вакуумной упаковке при 4 °C в течение 14 недель;
[0033] На фиг. 2 представлена противомикробная эффективность отдельно взятого пептидного компонента и в сочетании с органической кислотой или ее солью в отношении L. monocytogenes после поверхностной инокуляции на неконсервированных ломтиках индейки в виде нарезки в условиях вакуумной упаковки при 4 °C в течение 13 недель;
[0034] На фиг. 3 представлен рост L. monocytogenes на поверхностно инокулированных неконсервированных ломтиках индейки в виде нарезки, хранящихся в условиях невакуумной упаковки при 4 °C в течение 11 недель;
[0035] На фиг. 4 представлена эффективность применения противомикробного препарата в отношении молочнокислых бактерий на неконсервированных ломтиках индейки в виде нарезки, хранящихся в условиях вакуумной упаковки при 4 °С в течение 7 недель;
[0036] На фиг. 5 представлена эффективность применения противомикробного препарата в отношении L. monocytogenes после поверхностной инокуляции на консервированных ломтиках индейки в виде нарезки в условиях вакуумной упаковки при 4 °C в течение 8 недель;
[0037] На фиг. 6 представлена противомикробная эффективность органической кислоты или ее соли и противомикробного пептида в отношении микроорганизмов, вызывающих порчу (общее количество пластин), на свежих филе куриной грудки при 4 °С в течение 35 дней;
[0038] На фиг. 7 представлена противомикробная эффективность органической кислоты или ее соли и противомикробного пептида в отношении роста видов Pseudomonas на свежих филе куриной грудки при 4 °C в течение 35 дней;
[0039] Хотя изобретение будет описано вместе с некоторыми предпочтительными вариантами осуществления, изобретение не ограничено этими вариантами осуществления. Напротив, целью является охватить все альтернативы, модификации и эквиваленты, которые включены в сущность и объем изобретения, как определено прилагаемой формулой изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0040] Неконсервированные системы с высокой влажностью и пониженным содержанием солей натрия являются более благоприятными субстратами для разрастания патогенов и бактерий, вызывающих порчу, и поэтому их необходимо объединять с эффективными противомикробными препаратами для того, чтобы минимизировать риски для здоровья населения, а также экономические потери для изготовителей.
[0041] Раскрытая в способах противомикробная композиция состоит из органической кислоты или ее соли и противомикробного пептида, при этом органическая кислота предпочтительно представляет собой уксусную кислоту при уровне включения по меньшей мере 0,275 мас.%, и противомикробный пептид представляет собой низин, необходимое количество для активности которого составляет от 1 до 50 м.д., предпочтительно от 7 до 30 м.д. В дополнение к задержке продуцирования токсинов спорообразующими микроорганизмами, противомикробная композиция является бактериостатическим, а в некоторых случаях и бактерицидным средством для борьбы с вегетативными патогенами, а также бактериями, вызывающими порчу. Следовательно, она может повысить безопасность и продлить срок хранения продукта.
[0042] Уровни низина, необходимые для достижения противомикробной эффективности, рассчитывали путем проведения модификации способа диффузии в агаре, ранее описанного с применением Pediococcuspentosaceus FBB63 в качестве индикаторного штамма (см., например, Jozala, A.F., Silva, D.P., Vicente, A,A, Teixeira, J.A., Junior, A.P., and Penna, T.C.V. 2011. Processing of byproducts to improve nisin production by Lactococcus lactis. Afir.J Biotech 10:14920-14925). Активность низина, полученного ферментацией, сравнивали с коммерчески известным стандартным образцом Низаплин. Полученный таким образом коэффициент перерасчета [1 произвольная единица (AU)/г = 1,04 × международная единица (IU)/г] был использован при расчете уровней в миллионных долях (м.д.), что необходимо для противомикробных эффектов (1 м.д. = 40 IU).
[0043] В дальнейшем, композиции, содержащие различные соотношения каждого из компонентов в пределах предпочтительных указанных диапазонов, обозначены как композиции от A до J. В этих композициях массовый процент означает массовый процент с учетом пищевого продукта, в который введены композиции.
[0044] Пример 1. Способы ингибирования разрастания L. monocytogenes в неконсервированном мясе с высокой влажностью и низким содержанием солей натрия в системе.
[0045] Этот вариант осуществления описывает противомикробную композицию для борьбы с разрастанием таких патогенов, как L. monocytogenes в системах с высокой влажностью и пониженным содержанием солей натрия, например, в таком продукте, как готовая к употреблению неконсервированная индейка в виде нарезки.
[0046] Неконсервированная индейка в виде нарезки (70% грудки индейки, 25,6% воды, 2% крахмала, 1% сахара, 1% соли, 0,4% фосфата натрия, 0% нитрита натрия) была получена в соответствии с руководством по "Надлежащей производственной практике". Соответствующие уровни противомикробных препаратов для каждой обработки добавляли вместе с не мясными ингредиентами, набивали в мягкие упаковки и готовили при конечной температуре 73,8 °C. Влажность готовых композиций продукта составляла от 72% до 76%, пониженное содержание солей натрия составляло от 350 до 450 мг на 56 г порции и значение рН составляло от 6,1 до 6,4.
[0047] Продукт нарезали (22-28 г/ломтик с применением дезинфицированного механического ножа для резки ломтиками во избежание загрязнения микроорганизмами, вызывающими порчу) и хранили при температуре 4 °С до использования в упомянутых здесь исследованиях. Готовые ломтики подвергали поверхностной инокуляции 3 log КОЕ/г смесью из пяти штаммов L. monocytogenes, включая штаммы FSL-C1-109 (серотип 4b), LM101M (4b), LM310 (4b), LM132 (1/2 a), и LM108M (1/2b), упаковывали под вакуумом (100 г/упаковка) и хранили при 4 °C во время исследования. Популяции L. monocytogenes пересчитывали из инокулированных образцов в трех повторах. В каждый момент времени инокулированные варианты обработки гомогенизировали в стерильном буфере Баттерфилда и высевали на модифицированный оксфордский агар (35 °C, 48 часов). Варианты обработки, при которых поддерживалось более 2,0 log КОЕ/мл с нулевого дня, считались испорченными и были выведены из исследования.
[0048] В предпочтительном варианте осуществления, применение противомикробного препарата продемонстрировало ингибирование роста L. monocytogenes в течение 14 недель хранения при 4 °C. Варианты обработки включали: (i) контроль без противомикробных препаратов, (ii) композицию B из расчета 2,0 мас.%, (iii) композицию С из расчета 2,7 мас.%, и (iv) контроль, объединенный с 156 м.д. входящего нитрита натрия и 3,8 мас.% лактата калия -диацетата, смесь, которую обычно применяют в промышленности. Результаты представлены на фиг. 1.
[0049] Неинокулированные ломтики индейки в виде нарезки подвергали сенсорной оценке для определения общей степени приемлемости, проводимой пятью подготовленными членами комиссии по оценке качества пищевых продуктов. Испытываемые образцы сравнили с контролем, который не содержал противомикробных препаратов или нитрита натрия, и члены комиссии признали их приемлемыми по характеристикам, похожими на контроль (соленый, сладкий, кислый вкус, вкус индейки).
[0050] В другом предпочтительном варианте осуществления буферизованный уксус и противомикробный пептид продемонстрировали большую эффективность, чем отдельно взятый противомикробный пептид, в борьбе с разрастанием L. monocytogenes в неконсервированных ломтиках индейки в виде нарезки, при вакуумной упаковке при 4 °C в течение 13 недель. Варианты обработки включали: (i) контроль без противомикробных препаратов, (ii) композицию А из расчета 1,2 мас.%, содержащую только противомикробный пептид, (iii) композицию В из расчета 3,2 мас.%, и (iv) композицию С из расчета 3,9 мас.%. Результаты представлены на фиг. 2.
[0051] В другом предпочтительном варианте осуществления состав неконсервированной индейки в виде нарезки не поддерживает разрастание L. monocytogenes в ломтиках, упакованных при невакуумных условиях и хранении при 4 °C в течение 11 недель. Варианты обработки включали: (i) контроль без противомикробных препаратов, (ii) композицию D из расчета 1,85 мас.%, (iii) композицию Е из расчета 2,95 мас.%, и (iv) композицию F из расчета 3,15 мас.%. Результаты представлены на фиг. 3.
[0052] Пример 2. Способы ингибирования микроорганизмов, вызывающих порчу, например, рост молочнокислых бактерий в неконсервированном мясе с высокой влажностью и низким содержанием солей натрия в системе.
[0053] Этот вариант осуществления описывает эффективность способа объединения противомикробной композиции для борьбы с бактериями, вызывающими порчу, особенно молочнокислыми бактериями. Этот эксперимент проводили на модели неконсервированного мяса при условиях высокой влажности и низкого содержания солей натрия, как описано в примере 1, который затем подвергали исследованию на срок хранения при 4 °С в течение 7 недель. Три состава неконсервированной индейки в виде нарезки получали согласно рецепту, указанному в примере 1. Варианты обработки включали: (i) контроль без противомикробных препаратов, (ii) композицию В из расчета 2,0 мас.%, и (iii) композицию G из расчета 2,36 мас.%. Исходные подсчеты фоновой микрофлоры в описанном здесь способе получения продукта отражают сценарий загрязнения во время обработки и нарезки. Чашечный подсчёт бактерий молочной кислоты проводили путем посева на чашки в дух повторах неинокулированных образцов на агаре APT с индикатором бромокрезоловым пурпурным. Чашки инкубировали при 25 °C в течение 48 часов. Результаты представлены на фиг. 4.
[0054] Эти результаты показывают, что комбинация буферизованного уксуса и противомикробного пептида более эффективна для борьбы с бактериями, вызывающими порчу, при воздействии в определенных условиях, чем комбинация молочной кислоты и противомикробного пептида.
[0055] Пример 3. Способы борьбы с ростом Clostridium sporogenes
[0056] Противомикробная активность в отношении С. sporogenes PA 3679 была продемонстрирована в исследовании бульона с применением модифицированной среды из прошедшего тепловую обработку мяса, поскольку первый оказался вспомогательным заменителем для C. botulinum. Варианты обработки включали: (i) контроль без противомикробных препаратов, (ii) композицию В из расчета 2,0 мас.%, и (iii) композицию С из расчета 2,7 мас.%. Все переменные инокулировали спорами, которые были подвергнуты тепловому шоку при 85 °С в течение 5 мин при заданном значении 2,0 log КОЕ/г, и инкубировали в анаэробных условиях при 25 °C в течение 3-4 дней. Рост С. sporogenes контролировали путем высевания соответствующих разведений на модифицированный агар Mc Lung и инкубирования при температуре от 35 до 37 °C в течение 3 дней. Каждый вариант обработки анализировали в двух повторах. Результаты показаны в таблице 1.
[0057] Таблица 1. Способ ингибирования С. sporogenes противомикробной композицией в модифицированной среде из прошедшего тепловую обработку мяса, при 25 °C.
Обработка
Начальный Log КОЕ/мл (Нулевой момент времени)
Конечный Log КОЕ/мл (После 72 часов)
Контроль
2,0
7,23
Композиция В 2,0 мас.%
2,0
0
Композиция С 2,7 мас.%
2,0
0
[0058] Специалистам в данной области легко будет понятно на основе данных, представленных в таблице 1, что применение буферизованного уксуса в сочетании с противомикробным пептидом эффективно для предотвращения разрастания С. sporogenes.
[0059] Пример 4. Способы ингибирования роста L. monocytogenes на модели консервированного мяса (с более низкими уровнями консервирующих агентов, чем традиционно применяемые уровни) с высокой влажностью и низким содержанием солей натрия в системе.
[0060] Этот вариант осуществления описывает способ применения противомикробной композиции для борьбы с разрастанием патогенов, таких как L. monocytogenes, на модельных образцах мяса, полученных с минимальным количеством консервирующего агента, необходимого для обеспечения цветовых и вкусовых характеристик в системе. Например, в коммерчески получаемом мясном продукте, применяют максимум 156 м.д. входящего нитрита натрия в сочетании с противомикробным препаратом для достижения типичного срока хранения 90 дней при хранении в охлаждённом состоянии. В предпочтительном варианте осуществления уровень входящего нитрита натрия значительно снижают до 20 м.д. нитрита натрия в сочетании с описанной противомикробной композицией и достигают продления срока хранения до такого же.
[0061] Продукт консервированной индейки в виде нарезки (70% грудки индейки, 25,6% воды, 2% крахмала, 1% сахара, 1% соли и 0,4% фосфата натрия) был получен в соответствии с руководством по "Надлежащей производственной практике". Соответствующие уровни противомикробных препаратов для каждой обработки добавляли вместе с не мясными ингредиентами, набивали в мягкие упаковки и готовили при конечной температуре 73,8 °C. Было обнаружено, что композиция готового продукта имела высокую влажность (76% влажности), пониженное содержание солей натрия (340 мг натрия/56 г порции) и приблизительно нейтральное значение рН (от 6,1 до 6,3). Полученные ломтики инокулировали, упаковывали в вакууме и хранили при 4 °C для оценки эффективности борьбы с L. monocytogenes, как описано в примере 1. Варианты обработки включали: (i) 80 м.д. нитрита натрия мас.%, (ii) 40 м.д. натрия нитрита мас.% + композицию Н из расчета 2,0 мас.%, и (iii) 20 м.д. нитрита натрия мас.% + композицию I из расчета 2,7 мас.%. Результаты представлены на фиг. 5.
[0062] Неинокулированные нарезанные ломтики индейки подвергали сенсорной оценке для определения общей степени приемлемости, проводимой пятью подготовленными членами комиссии по оценке качества пищевых продуктов. Образцы сравнивали с контрольным образцом, содержащим 80 м.д. нитрита натрия (мас.%) без дополнительных противомикробных препаратов и члены комиссии признали их приемлемыми по характеристикам, похожим на контроль (консервированный, соленый, сладкий, кислый вкус, вкус индейки).
[0063] Результаты, показанные на фиг. 5 показывают, что смесь буферизованного уксуса и противомикробного пептида в сочетании с консервантом (нитрит натрия) более эффективна, по сравнению с отдельно взятым консервантом. Кроме того, противомикробная композиция может понизить уровни консерванта (нитрита натрия) в мясных продуктах без ущерба для микробиологической чистоты.
[0064] Аналогичные преимущества ожидаются в ингибировании патогенов и организмов, вызывающих порчу, когда в составе применяют нитраты или нитриты натрия, синтетические или натуральные.
[0065] Пример 5. Способ предотвращения или замедления токсинообразования Clostridium botulinum в неконсервированном курином фарше.
[0066] Этот вариант осуществления описывает способ предотвращения или замедления токсинообразования Clostridium botulinum в инокулированном неконсервированном фарше из куриного мяса (100 КОЕ/г). В соответствии с руководством по "Надлежащей производственной практике" был получен неконсервированный (без содержания нитрита натрия) фарш из куриного мяса. Состав был приготовлен из куриного мяса (70%), воды (23%), модифицированного кукурузного крахмала (2,1%), соли (1,5%), каррагинана (0,2%) и фосфата натрия (0,4%). Варианты обработки, включенные в это исследование: (i) контроль без противомикробных препаратов, (ii) композиция В из расчета 2,0 мас.%, (iii) композиция С из расчета 2,7 мас.%. Предварительно измельченное мясо (1/8") смешивали с не мясными ингредиентами в куттере с вращающейся чашей для получения мясного фарша, упаковывали, сплющивали и хранили замороженным до использования.
[0067] Для исследования, замороженный фарш размораживают и инокулируют спорами С. botulinum, которые были подвергнуты тепловому шоку при 80 °С в течение 10 мин. Две отдельные партии мясного фарша инокулировали либо протеолитическими (33A, 36A, 62A, 77A, 53B, 113В, 213В, ACC1B), либо не протеолитическими (K85, K86, K87, K88, K89) штаммами, готовили в пакете для запекания с применением водяной бани до внутренней температуры 73,8 °C. Образцы охлаждали, и инкубировали в течение 2 дней при 26,6 °С. Чтобы исследовать токсинообразование, образцы извлекали через 24 и 48 часов, брали экстракты и вводили мышам для проверки наличия токсина. Другую партию мясного фарша, инокулированную не протеолитическими штаммами, инкубировали в течение 8 недель при 7 °C. Через недельные интервалы образцы отбирали, трипсинизировали для активации токсина, и экстракты вводили мышам для биологического анализа токсинов.
[0068] При выращивании и сборе культур Clostridia и проведении биологического анализа мышиного токсина соблюдали стандартные протоколы (см. Бактериологическое аналитическое руководство по пищевым продуктам, глава 17, 2015, Управление по контролю за пищевыми продуктами и лекарственными средствами). Кратко, при каждом наблюдении инокулированные образцы взвешивали и добавляли равный объем гель-фосфатного буфера (доводя рН до значения 6,2), центрифугировали при охлаждении для сбора водной надосадочной жидкости для анализа токсинов. Эту смесь фильтровали через мелкопористый фильтр, во избежание неспецифической гибели мышей. Для образцов инокулированных не протеолитическими штаммами, трипсинизацию для активации токсина проводили после фильтрации. Фильтрат из мясного экстракта, собранный таким образом на каждый испытуемый образец в каждой точке наблюдения, разводили и вводили (0,5 мл) паре мышей путем внутрибрюшинной инъекции. Мышей наблюдали в течение 48 часов и исследовали на симптомы и смертность, характерные для интоксикации С. botulinum. Смерть после введения мясного экстракта является доказательством токсинообразования. Для дополнительного подтверждения, на двух дополнительных мышей воздействовали предварительно инкубированным (37 °C в течение 30 минут) препаратом антитоксина (защищенный контроль). Случаями смерти по неспецифическим причинам, таким как химические вещества, присутствующие в инъецируемой жидкости или травма, пренебрегали, и воздействие повторяли для подтверждения присутствия токсина в образцах мяса. Результаты исследования показаны в таблицах 2 и 3. Результаты показывают, что составы, полученные с противомикробной композицией, эффективны для замедления токсинообразования в образцах, инокулированных коктейлем протеолитических или не протеолитических штаммов С. botulinum до 24 ч при инкубации при 30 °С. Кроме того, противомикробные композиции также эффективны для замедления токсинообразования в образцах, инокулированных не протеолитическими образцами, инкубированными в течение 9 недель при 7 °С.
[0069] Пример 6. Эффективность противомикробной композиции в отношении микроорганизмов, вызывающих порчу, в свежих филе куриной грудки.
[0070] Неконсервированное филе куриной грудки без костей и без кожи переворачивали в вакууме, для достижения прироста маринада 12%, на основе мясного блока. Маринованные филе куриной грудки хранили в полиэтиленовых пакетах (запечатанных без вакуума) при 4 °C до появления признаков порчи (больше или равно 6,0 log КОЕ/г). Образцы высевали в двух повторах в дни 0, 7, 14, 21, 28 и 35. Двадцать пять граммов образца брали из каждого пакета варианта обработки в асептических условиях и разбавляли (1:2) в 0,1% пептонном бульоне и гомогенизировали в течение 1 минуты. Образцы высевали на триптический соевый агар и основу агара Pseudomonas. Варианты обработки включали: (i) контроль без противомикробных препаратов, (ii) композицию В из расчета более 2,0 мас.%, и (iii) композицию J из расчета 1,6 мас.%.
[0071] Результаты, представленные на фиг. 6 и 7 демонстрируют, что маринованные филе куриной грудки без противомикробных препаратов, портились к 14 дню (общее количество микроорганизмов при посеве на чашках Петри более 6,0 log КОЕ/г), в то время как для филе куриной грудки, объединенных с композицией В (1,6 мас.%) или J (2,0 мас.%) срок хранения продлевался до 35 дней в охлаждённом состоянии.
[0072] Все ссылки, включая публикации, заявки на патенты и патенты, приведенные здесь, включены в настоящий документ посредством ссылки в той же степени, как если бы каждая ссылка была индивидуально и конкретно включена посредством ссылки и была изложена в настоящем документе во всей полноте.
[0073] Термины "содержащий", "имеющий" и "включающий" должны толковаться как неограничивающие термины (то есть означают "включая, но не ограничиваясь ими"), если не указано иное. Вычисление диапазонов значений здесь предназначено для применения в качестве сокращенного способа для индивидуального обращения к каждому отдельному значению, попадающему в диапазон, если не указано иначе, и каждое отдельное значение включено в описание, как если бы оно было отдельно представлено здесь. Все описанные здесь способы могут быть выполнены в любом подходящем порядке, если иное не указано здесь или иначе явно противоречит контексту. Применение любых и всех примеров или приводимых в качестве примера выражений (например, "такой как"), приведенные здесь, предназначено для лучшего освещения изобретения и не ограничивает объем изобретения, если не указано иное. Ни одно из выражений в описании не должно толковаться как указание какого-либо не заявленного в формуле изобретения элемента как существенного для практики изобретения.
[0074] Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения описаны здесь, включая лучший вариант осуществления изобретения, известный авторам изобретения. Вариации этих предпочтительных вариантов осуществления могут стать очевидными для специалистов в данной области техники после прочтения вышеприведенного описания. Авторы изобретения ожидают, что специалисты в данной области найдут подходящие варианты, и изобретатели намерены реализовать изобретение иначе, чем конкретно описано здесь. Соответственно, это изобретение включает все модификации и эквиваленты объекта, указанного в формуле изобретения, прилагаемой к настоящему документу, как это разрешено применимым законодательством. Более того, любая комбинация вышеописанных элементов во всех возможных вариациях охватывает изобретение, если иное не указано здесь или иначе явно противоречит контексту.