BADANIE TRWAŁOŚCI MIKROBIOLOGICZNEJ PARÓWEK PRZECHOWYWANYCH W WARUNKACH CHŁODNICZYCH 1. Szymon BruŜewicz 1, Adam Malicki 2

Transkrypt

1 Acta Sci. Pol., Medicina Veterinaria 4(1) 2005, BADANIE TRWAŁOŚCI MIKROBIOLOGICZNEJ PARÓWEK PRZECHOWYWANYCH W WARUNKACH CHŁODNICZYCH 1 Szymon BruŜewicz 1, Adam Malicki 2 1 Akademia Medyczna we Wrocławiu 2 Akademia Rolnicza we Wrocławiu Streszczenie. Stosunkowo niewiele uwagi poświęca się dynamice mikroflory w trakcie przechowywania Ŝywności. Celem niniejszej pracy była ocena stanu mikrobiologicznego oraz zmian aktywności wodnej i wartości ph parówek przechowywanych w warunkach chłodniczych. Badania przeprowadzono na 50 próbkach parówek wytworzonych w warunkach przemysłowych i pakowanych próŝniowo w jednym z dolnośląskich zakładów produkcyjnych. Parówki przechowywano w temperaturze 4±1 ºC przez 28 dni, w 0, 7, 14, 21 i 28 dniu doświadczenia, wykonując oznaczenia mikrobiologiczne oraz mierząc poziom aktywności wodnej i wartość ph. Uzyskane wyniki poddano analizie statystycznej. Przez cały okres przechowywania stan mikrobiologiczny badanych parówek był zgodny z obowiązującymi przepisami. Wykazano, Ŝe trwałość mikrobiologiczna analizowanego wyrobu była uzaleŝniona nie tylko od poziomu zanieczyszczenia poprodukcyjnego, lecz takŝe od kompleksowych oddziaływań pomiędzy mikroflorą a czynnikami wewnątrz- i zewnątrzśrodowiskowymi. Przy zachowaniu równowagi pomiędzy wymienionymi czynnikami trwałość mikrobiologiczna parówek była zadowalająca nawet przy dłuŝszym przechowywaniu. Słowa kluczowe: parówki, trwałość mikrobiologiczna, ph, aktywność wodna WSTĘP Badania mikrobiologiczne produktów spoŝywczych z reguły ograniczają się do kontroli ich stanu bezpośrednio po produkcji i/lub w trakcie dystrybucji. Stosunkowo niewiele uwagi poświęca się natomiast dynamice mikroflory w trakcie przechowywania Ŝywności. Adres do korespondencji Corresponding author: Szymon BruŜewicz, Katedra i Zakład Higieny Akademii Medycznej we Wrocławiu, ul. Mikulicza-Radeckiego 7, Wrocław, szybru@hyg.am.wroc.pl Adam Malicki, Katedra Higieny śywności i Ochrony Zdrowia Konsumenta, Akademia Rolnicza we Wrocławiu, ul. Norwida 31, Wrocław, malicki@ozi.ar.wroc.pl

2 58 Sz. BruŜewicz, A. Malicki Ze względu na niską cenę parówki pozostają jedną z najpopularniejszych wędlin. Uzasadnione obawy konsumenta budzi jednak ich ograniczona trwałość, spowodowana rozwojem mikroflory. Czynnikiem determinującym trwałość wędlin jest poziom mikroflory resztkowej pozostałej po zakończeniu procesu produkcyjnego. W skład mikroflory resztkowej mogą wchodzić drobnoustroje stanowiące pierwotne i wtórne zanieczyszczenie wyrobu. Zanieczyszczenie pierwotne stanowią mikroorganizmy występujące przyŝyciowo w tkankach zwierząt rzeźnych. Zanieczyszczenia wtórne dostają się do produktu w trakcie jego wytwarzania, magazynowania i dystrybucji [Zaleski 1985]. Poziom wtórnych zanieczyszczeń poprodukcyjnych wędlin jest tym wyŝszy, im więcej operacji technologicznych dotyczyło danego produktu [Uyttendaele i wsp. 1999]. Parówki, jako wyrób o duŝym stopniu rozdrobnienia, cechują się najkrótszą spośród wszystkich wędlin trwałością [Malicki i BruŜewicz 2004b]. Oprócz wyjściowego poziomu zanieczyszczenia mikrobiologicznego na trwałość produktów spoŝywczych wpływają warunki panujące w produkcie, a szczególnie aktywność wodna i wartość ph [Kita i wsp. 2004, Malicki i BruŜewicz 2004a, c]. Celem niniejszej pracy była ocena stanu mikrobiologicznego oraz zmian aktywności wodnej i wartości ph parówek przechowywanych w warunkach chłodniczych. MATERIAŁ I METODY Badania przeprowadzono na 50 próbkach parówek wytworzonych w warunkach przemysłowych i pakowanych próŝniowo w jednym z dolnośląskich zakładów produkcyjnych. Dostarczony przez producenta skład recepturowy badanego asortymentu przedstawiono w tabeli 1. Tabela 1. Skład recepturowy badanych parówek (na 100 kg surowca) Table 1. Ingredients of the sausages studied (per 100 kg of raw material) Surowiec/ Raw material Dodatki/ Additives Wołowina Beef Wieprzowina Pork Podgardle Jowl Tłuszcz twardy Hard fat Emulsja ze skór Skin emulsion Środek kutrujący na bazie fosforanów i cytrynianów Phosphate- and citrate-based cuttering medium Przyprawy Flavours Skrobia ziemniaczana Potato starch Koncentrat białka sojowego DanPro DS/ Soya protein concentrate DanPro DS Regulator kwasowości ERPU Gold Profi/ ph-regulator ERPU Gold Profi kg kg kg kg kg 0.60 kg 0.80 kg 2.00 kg 1.50 kg 0.30 kg Parówki przechowywano w temperaturze 4±1 ºC przez 28 dni, w 0, 7, 14, 21 i 28 dniu doświadczenia, wykonując oznaczenia mikrobiologiczne oraz mierząc poziom aktywności wodnej i wartość ph. W trakcie badań mikrobiologicznych określano: ogólną liczbę bakterii tlenowych, liczbę bakterii z grupy coli, pałeczek Escherichia coli, gronkowców koagulazododatnich oraz pleśni i droŝdŝy. Wykonywano równieŝ badania na obecność pałeczek Acta Sci. Pol.

3 Badanie trwałości mikrobiologicznej Salmonella. Oznaczenia mikrobiologiczne przeprowadzono zgodnie z odpowiednimi normami [PN-EN ISO 4833:2003, PN-ISO 4832:1998, PN-ISO 7251:2002, PN-EN ISO :2001, PN-ISO 7954:1999, PN-EN ISO 6579:2003]. Aktywność wodną parówek oznaczano przy uŝyciu awumetru Thermoconstanter Novasina RTD 33 TH-1, a pomiaru wartości ph dokonano za pomocą ph-metru V 628 typ N 517. Dane na temat liczby drobnoustrojów poddano transformacji logarytmicznej, a następnie wykonano obliczenia matematyczno-statystyczne przy uŝyciu oprogramowania Statistica 5, Version 97. Dla kaŝdej zmiennej ciągłej obliczono wartość średnią, medianę, wartość minimalną i maksymalną oraz odchylenie standardowe. Hipotezę o braku róŝnic w wartościach poszczególnych zmiennych po róŝnym czasie przechowywania weryfikowano za pomocą testu t dla prób niezaleŝnych. Obliczono współczynniki korelacji (r) Pearsona pomiędzy poszczególnymi zmiennymi. Charakter oddziaływań pomiędzy poszczególnymi zmiennymi oceniano za pomocą jednoczynnikowej analizy wariancji (ANOVA). Kategoryzacji binarnej parametrów mikrobiologicznych oraz aktywności wodnej i wartości ph dokonano w oparciu o ich medianę. WYNIKI Zmiany ogólnej liczby bakterii tlenowych w parówkach przechowywanych w temperaturze 4 ºC przedstawiono na rysunku 1. Statystycznie istotne przyrosty omawianego parametru stwierdzono w 14 i 28 dniu (p<0.05). W 28 dniu przechowywania przeciętne zanieczyszczenie badanych parówek mezofilną mikroflorą tlenową wynosiło 3.05 log jtk x g -1, co w porównaniu do poziomu wyjściowego stanowiło wzrost o około 1 cykl logarytmiczny. Przez cały okres przechowywania, w badanym materiale nie stwierdzono obecności pałeczek E. coli, bakterii z grupy coli, pałeczek z rodziny Enterobacteriaceae, pałeczek Salmonella, gronkowców koagulazo-dodatnich oraz bakterii fermentacji mlekowej. Przez pierwsze 14 dni przechowywania w Ŝadnej z badanych próbek nie wykryto obecności droŝdŝy i pleśni. Znamienny wzrost omawianych drobnoustrojów wykazano po 3 tygodniach składowania (p<0.05). W 28 dniu liczba droŝdŝy i pleśni nie róŝniła się znacząco od stwierdzonej w poprzednim oznaczeniu i wynosiła przeciętnie 1.43 log jtk x g -1 (rys. 1). Wartość ph badanego materiału wzrastała nieznacznie po pierwszym tygodniu przechowywania, by następnie istotnie maleć do 21 dnia i ustabilizować się do końca eksperymentu na poziomie około 5.4 (rys. 2). Aktywność wodna badanych próbek przez cały okres przechowywania nie ulegała istotnym zmianom mieszcząc się w zakresie Analiza współczynników korelacji r Pearsona wykazała istnienie statystycznie znamiennych (p<0.05) zaleŝności pomiędzy długością przechowywania parówek a spadkiem ph produktu (r = -0.81) oraz wzrostem ogólnej liczby bakterii tlenowych (r = 0.82) lub liczby droŝdŝy i pleśni (r = 0.75). Podobnej zaleŝności nie stwierdzono natomiast w odniesieniu do długości składowania i aktywności wodnej. Jednokierunkowa analiza wariancji potwierdziła, Ŝe długość czasu przechowywania wpływała istotnie na ogólną liczbę bakterii tlenowych, liczbę pleśni i droŝdŝy oraz ph badanego materiału (p<0.001). Medicina Veterinaria 4(1) 2005

4 60 Sz. BruŜewicz, A. Malicki Liczba drobnoustrojów [log jtk x g -1 ] - Microbial count [log CFU x g - 1 ] 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 a Ogólna liczba bakterii tlenowych/total plate Total countplate count DroŜdŜe Dro d e i i pleśnie pleœnie/yeasts and moulds a d d d Czas przechowywania [dni] - Time of storage [days] Rys. 1. Zmiany ogólnej liczby bakterii tlenowych oraz liczby droŝdŝy i pleśni w parówkach przechowywanych przez 28 dni w temperaturze 4±1 ºC (słupki błędów = odchylenie standardowe, a-e = statystycznie istotne róŝnice, p<0,05) Fig. 1. Changes in total plate count and number of yeasts and moulds in sausages stored for 28 days at 4±1 ºC (error bars = standard deviation, a-e = statistically significant differences, p<0.05) b b e c e Wzrost ogólnej liczby bakterii tlenowych oraz liczby pleśni i droŝdŝy był istotnie (p<0.05) skorelowany ze spadkiem ph (odpowiednio r = -0,59 i r = -0,77). Wzrastające, ogólna liczba bakterii tlenowych oraz liczba pleśni i droŝdŝy, okazały się w jednokierunkowej analizie wariancji czynnikami zmniejszającymi wartość ph badanego produktu (p<0,001). Acta Sci. Pol.

5 Badanie trwałości mikrobiologicznej ,2 6 Wartoœæ ph - ph valu 5,8 5,6 5,4 f g h i i 5,2 5 4, Czas przechowywania [dni] - Time of storage [days] Rys. 2. Zmiany wartości ph parówek przechowywanych przez 28 dni w temperaturze 4±1 ºC (słupki błędów = odchylenie standardowe, f-i = statystycznie istotne róŝnice, p<0,05) Fig. 2. Changes in ph value of sausages stored for 28 days at 4±1 ºC (error bars = standard deviation, f-i = statistically significant differences, p<0.05) DYSKUSJA Przez cały okres przechowywania stan mikrobiologiczny badanych parówek był zgodny z obowiązującymi przepisami [MZiOS 2003], gdyŝ w Ŝadnej z próbek nie stwierdzono obecności pałeczek Salmonella i Escherichia coli oraz gronkowców koagulazo-dodatnich. Bezpośrednio po produkcji poziom resztkowej mikroflory tlenowej kształtował się na poziomie około 2 log jtk g -1, która to wartość nie odbiega od stwierdzanej w wędlinach produkowanych w warunkach przemysłowych [Malicki i BruŜewicz 2004b]. Po 4 tygodniach przechowywania przyrost ogólnej liczby bakterii tlenowych w badanych parówkach wyniósł około 1 cyklu logarytmicznego. We wcześniejszym doświadczeniu, w kiełbasie parówkowej o podobnym poziomie zanieczyszczenia poprodukcyjnego, po 9 dniach przechowywania w temperaturze 6 ºC ogólna liczba bakterii tlenowych przekraczała 5 log [Malicki i BruŜewicz 2004b]. Medicina Veterinaria 4(1) 2005

6 62 Sz. BruŜewicz, A. Malicki Bezpośrednio po produkcji w badanych parówkach nie wykazano obecności droŝdŝy i pleśni. Ich wzrost wykazano dopiero po 21 dniach przechowywania. Wydaje się jednak, Ŝe do zanieczyszczenia tymi drobnoustrojami doszło w trakcie produkcji parówek, a ich opóźniony rozwój wynikał ze specyfiki tych mikroorganizmów i przechowywania w warunkach chłodniczych. Choć w dostępnym piśmiennictwie brak jest doniesień na temat trwałości mikrobiologicznej wędlin o duŝym stopniu rozdrobnienia, to zestawienie wyników uzyskanych przez nas w niniejszym oraz wcześniejszym [Malicki i BruŜewicz 2004b] doświadczeniu wskazuje na istnienie innych niŝ poziom zanieczyszczenia poprodukcyjnego czynników wpływających na dynamikę mikroflory. Przeprowadzone przez autorów niniejszej pracy badania innych produktów spoŝywczych wskazują, Ŝe czynnikami takimi mogą być aktywność wodna i wartość ph wyrobu [Kita i wsp. 2004, Malicki i BruŜewicz 2004a, c]. W badanych parówkach nie wykazano istotnych zmian aktywności wodnej, co prawdopodobnie wynikało z obecności osłonki zapobiegającej wysychaniu farszu oraz opakowania próŝniowego. Przez cały okres przechowywania aktywność wodna kształtowała się na poziomie uznawanym za limitujący wzrost drobnoustrojów [Zaleski 1985], co prawdopodobnie wynikało ze związania wody przez składniki produktu. JednakŜe w cytowanym juŝ badaniu trwałości kiełbasy parówkowej aktywność wodna była zbliŝona do oznaczonej w niniejszym eksperymencie, a pomimo to wzrost drobnoustrojów był intensywny [Malicki i BruŜewicz 2004b]. Wykazany w trakcie przechowywania, spadek ph badanych parówek był, jak wykazała jednoczynnikowa analiza wariancji, spowodowany rozwojem mikroflory. Zarówno bakterie jak i grzyby saprofityczne rozkładając cukrowce wytwarzają kwasy organiczne, co wiąŝe się ze spadkiem ph środowiska. W rezultacie dochodzi do zahamowania wzrostu mikroflory. Wydaje się, Ŝe podobne zjawisko występowało w badanym materiale, w którym po 3 tygodniach przechowywania ph ustabilizowało się na poziomie limitującym wzrost większości drobnoustrojów. Choć w parówkach nie oznaczano bakterii kwasu mlekowego, wydaje się, Ŝe stwierdzony w 28 dniu przechowywania istotny wzrost ogólnej liczby bakterii tlenowych moŝe być spowodowany rozwojem tej, opornej na zakwaszenie, grupy drobnoustrojów (rys. 3). We wspomnianym juŝ badaniu przechowalniczym kiełbasy parówkowej [Malicki i BruŜewicz 2004b] nie oznaczano wartości ph produktu, zatem trudno rozstrzygnąć, na ile ten czynnik wewnętrzśrodowiskowy stanowił przyczynę zróŝnicowania trwałości badanych wyrobów. Czynnikiem kształtującym mikroflorę produktów spoŝywczych są takŝe występujące w ich składzie substancje dodatkowe. Badane parówki w praktyce nie zawierały konserwantów. Jedynym czynnikiem przedłuŝającym trwałość mógł być regulator kwasowości preparat Erpu Gold Profi (Avo), który według informacji producenta ogranicza równieŝ rozwój mikroflory. We wspomnianym badaniu trwałości kiełbasy parówkowej wykorzystywano produkt dostępny w handlu, w związku z czym nieznana była zawartość w nim substancji dodatkowych [Malicki i BruŜewicz 2004b]. Temperatura przechowywania jest jednym z kluczowych czynników limitujących wzrost drobnoustrojów w produktach spoŝywczych. Choć temperatura składowania badanych parówek była tylko o 2 ºC niŝsza od temperatury, w której wcześniej przechowywano kiełbasę parówkową [Malicki i BruŜewicz 2004b], naleŝy pamiętać, Ŝe nawet tak niewielka róŝnica moŝe istotnie wpływać na czas jednej generacji bakterii [MacKey i Kerridge 1988]. Acta Sci. Pol.

7 Badanie trwałości mikrobiologicznej Rys. 3. Badane parówki po 28 dniach przechowywania w temperaturze 4±1 ºC Fig. 3. Sausages studied after 28 days of storage at 4±1 ºC WNIOSKI 1. Trwałość mikrobiologiczna wędlin o duŝym stopniu rozdrobnienia jest uzaleŝniona nie tylko od poziomu zanieczyszczenia poprodukcyjnego, lecz takŝe od kompleksowych oddziaływań pomiędzy mikroflorą a czynnikami wewnątrz- i zewnątrzśrodowiskowymi produktu. 2. Przy zachowaniu równowagi pomiędzy wymienionymi czynnikami trwałość mikrobiologiczna parówek jest zadowalająca nawet przy dłuŝszym przechowywaniu. PIŚMIENNICTWO Kita A., Malicki A., BruŜewicz S., Porównanie aktywności wodnej i trwałości mikrobiologicznej wybranych wyrobów czekoladowych przechowywanych w róŝnych temperaturach. Acta Sci. Pol., Med. Vet. 3, MacKey B.M., Kerridge A.L., The effect of incubation temperature and inoculum size on growth of salmonellae in minced beef. Int. J. Food Microbiol. 6, Malicki A., BruŜewicz S., 2004a. Ocena zmian aktywności wodnej, ph oraz trwałości mikrobiologicznej przetworów ze śledzi o róŝnym stopniu rozdrobnienia. Acta Sci. Pol., Med. Vet. 3, Malicki A., BruŜewicz S., 2004b. Porównanie trwałości mikrobiologicznej wybranych produktów mięsnych o róŝnym poziomie zanieczyszczenia poprodukcyjnego. Adv. Clin. Exp. Med. 13, Malicki A., BruŜewicz S., 2004c. Porównanie trwałości mikrobiologicznej pasztetów przechowywanych w warunkach chłodniczych. Acta Sci. Pol., Med. Vet. 3, Polska Norma PN-EN ISO 4833, Mikrobiologia Ŝywności i pasz. Horyzontalna metoda oznaczania liczby drobnoustrojów. Metoda płytkowa w 30 C. Polska Norma PN-EN ISO 6579, Mikrobiologia Ŝywności i pasz. Horyzontalna metoda wykrywania Salmonella spp. Medicina Veterinaria 4(1) 2005

8 64 Sz. BruŜewicz, A. Malicki Polska Norma PN-EN ISO , Mikrobiologia Ŝywności i pasz. Horyzontalna metoda oznaczania liczby gronkowców koagulazo-dodatnich (Staphylococcus aureus i innych gatunków). Część 1: Metoda z zastosowaniem poŝywki agarowej Baird-Parkera. Polska Norma PN-ISO 4832, Mikrobiologia. Ogólne zasady oznaczania liczby bakterii z grupy coli. Metoda płytkowa. Polska Norma PN-ISO 7251, Mikrobiologia. Ogólne zasady oznaczania liczby przypuszczalnych Escherichia coli. Metoda najbardziej prawdopodobnej liczby. Polska Norma PN-ISO 7954, Mikrobiologia. Ogólne zasady oznaczania droŝdŝy i pleśni. Metoda płytkowa w 25 C. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 13 stycznia 2003 r. w sprawie maksymalnych poziomów zanieczyszczeń chemicznych i biologicznych, które mogą znajdować się w Ŝywności, składnikach Ŝywności, dozwolonych substancjach dodatkowych, substancjach pomagających w przetwarzaniu albo na powierzchni Ŝywności (Dz. U. z dnia 4 marca 2003 r., nr 37, poz. 326). Uyttendaele M., De Troy P., Debevere J., Incidence of Listeria monocytogenes in different types of meat products on the Belgian retail market. Int. J. Food Microbiol. 53, Zaleski S.J., Mikrobiologia Ŝywności pochodzenia zwierzęcego. Wydawnictwa Naukowo- -Techniczne, Warszawa. EVALUATION OF THE MICROBIOLOGICAL STABILITY OF SAUSAGES STORED UNDER REFRIGERATION Abstract. Relatively little attention is paid to the dynamics of microflora in course of food storage. The purpose of present study was the evaluation of the microbiological stability and the changes in water activity and ph of sausages stored under refrigeration. The experiment was performed on 50 sausage samples, manufactured industrially and vacuum-packed by one of Lower Silesian plants. The sausages were stored at 4±1 ºC for 28 days, and microbiological analyses and the measurements of water activity and ph were carried out on days 0, 7, 14, 21 and 28. The results underwent statistical analysis. The microbiological status of sausages studied followed the compulsory legislation for the whole period of storage. It was shown that the microbiological stability of product analyzed was not only dependent on the level of postproductive contamination but reflected complex interactions among microflora and intrinsic and extrinsic factors. Providing the balance among the aforementioned factors, the microbiological stability of sausages was satisfactory even during prolonged storage. Key words: sausages, microbiological stability, ph, water activity Zaakceptowano do druku Accepted for print: Acta Sci. Pol.