YWNO. Nauka. Technologia. Jako, 26, 1 (46) Supl., 235-245 ANNA ZIELISKA, JANUSZ CZAPSKI WPŁYW OKRESOWEGO PODWYSZENIA TEMPERATURY W CZASIE PRZECHOWYWANIA NA JAKO MIKROBIOLOGICZN MARCHWI O MAŁYM STOPNIU PRZETWORZENIA S t r e s z c z e n i e Celem pracy było okrelenie stanu mikrobiologicznego plastrów marchwi minimalnie przetworzonej w warunkach symulacji przerwania łacucha chłodniczego. Próby marchwi minimalnie przetworzonej przechowywano przez 1 dni w rónych kombinacjach temperatury 5, 15 i 2 o C. Najmniej korzystne, z punktu widzenia bezpieczestwa mikrobiologicznego, było podwyszenie temperatury na pocztku okresu przechowywania. Dostpno składników odywczych oraz odpowiednio wysokie stenie tlenu i podwyszenie temperatury stymulowały wzrost wszystkich badanych grup mikroorganizmów. Słowa kluczowe: temperatura przechowywania, marchew minimalnie przetworzona, MAP Wstp Zwikszajca si wiadomo ywieniowa konsumentów spowodowała wzrost zainteresowania ywnoci minimalnie przetworzon. W odpowiedzi na zapotrzebowanie konsumentów przemysł spoywczy wprowadza coraz wikszy asortyment produktów mało przetworzonych. Produkty takie charakteryzuj si cechami wieych surowców i s ródłem wielu wanych składników prozdrowotnych [8, 9]. Marchew, ze wzgldu na ph bliskie obojtnemu (ph 5,8-6,) oraz du aktywno wody, jest podatna na zepsucie mikrobiologiczne. Jako surowiec jest do mocno skaona. Ogólna liczba bakterii tlenowych waha si od 1 2-1 7 jtk/g, ogólna liczba bakterii z grupy coli jest na poziomie 1 5 jtk/g, a liczba coli fekalnych na poziomie 1 4 jtk/g [1]. Dominujc mikroflor stanowi bakterie z rodzaju Pseudomonas, Micrococcus, w duych ilociach wystpuj take bakterie kwasu mlekowego oraz inne Mgr in. A. Zieliska, prof. dr hab. J. Czapski, Instytut Technologii ywnoci Pochodzenia Rolinnego, Akademia Rolnicza im. Augusta Cieszkowskiego, ul. Wojska Polskiego 31, 6-624 Pozna
236 Anna Zieliska, Janusz Czapski drobnoustroje o właciwociach pektynolitycznych [2]. Marchew jest bardzo podatna na skaenia grzybowe. Podczas minimalnego przetwarzania dochodzi do zniszczenia struktur tkankowych, degradacji komórek, a rezultatem tych zmian jest wypływanie soku komórkowego, bogatego w składniki odywcze, stanowicego poywk dla rozwijajcych si drobnoustrojów. Niska temperatura przechowywania warzyw i owoców minimalnie przetworzonych (WOMP) nie zawsze hamuje wzrost drobnoustrojów, poniewa na takich produktach rozwijaj si chorobotwórcze drobnoustroje psychrofilne, tolerujce nisk temperatur przechowywania, np. Listeria monocytogenes, Yersinia enterocolitica, Salmonella sp. i Aeromonas hydrophila [1, 2, 3, 5, 7]. W czasie dystrybucji oraz sprzeday temperatura jest zazwyczaj wysza ni w czasie przechowywania w magazynach producenta. Podwyszenie temperatury przechowywania moe powodowa powstawanie zagroe ze strony WOMP dla konsumentów. Przerwanie łacucha chłodniczego prowadzi do zmiany metabolizmu produktu. Wzrost stenia dwutlenku wgla oraz obnienie stenia tlenu, nawet przy dobrze dobranym materiale opakowaniowym, moe prowadzi do zmiany metabolizmu w kierunku beztlenowego, a efektem tego s zmiany sensoryczne produktu. Podwyszenie temperatury przechowywania i obnienie stenia tlenu moe hamowa wzrost bakterii mezofilnych, ale równoczenie moe prowadzi do wzrostu fakultatywnych bakterii psychrofilnych, takich jak bakterie z rodzaju Listeria, Clostridium, Bacillus [6]. Przeprowadzono badania majce na celu okrelenie stanu mikrobiologicznego plastrów marchwi w warunkach symulacji przerwania łacucha chłodniczego. Materiał i metody bada Ocena mikrobiologiczna marchwi obejmowała oznaczenia bakterii psychrofilnych, mezofilnych, bakterii kwasu mlekowego oraz bakterii z rodzaju Listeria w czasie przechowywania z zastosowaniem okresowego podwyszenia temperatury marchwi mało przetworzonej pakowanej w atmosferze modyfikowanej. Przygotowanie marchwi mało przetworzonej Materiał badawczy stanowiły korzenie marchwi (Daucus carota L.) odmiany Fanta Noe, pochodzce od producenta ze Spójni Hodowla i Nasiennictwo Ogrodnicze Sp. z o.o. z Nochowa. Marchew myto, obierano, ponownie myto i rozdrabniano w malakserze do postaci plasterków o gruboci ok. 2 mm i rednicy 2-2,5 cm. Plasterki odwaano po 1 g do woreczków o wymiarach 15 x 21 cm wykonanych z laminatu poliamidowo-polietylenowego, o przepuszczalnoci gazów (w cm 3 /m 2 /24 h w temp. 23 C): dwutlenek wgla 2, tlen 45 oraz para wodna 2-3 g/m 2 /24 h. Plasterki marchwi pakowano w atmosferze modyfikowanej MAP (1% CO 2, 2% O 2,
WPŁYW OKRESOWEGO PODWYSZENIA TEMPERATURY W CZASIE PRZECHOWYWANIA NA 237 88% N 2 ), zamykajc woreczki przy uyciu zamykarki typu A-3, firmy Multivac. Do pakowania plasterków marchwi w atmosferze modyfikowanej stosowano mieszanki gazów spoywczych: dwutlenek wgla z 2% udziałem tlenu oraz azot z 2% udziałem tlenu (BOC Gazy). Przechowywanie Jako standardowe warunki przechowywania przyjto przechowywanie przez 1 dni w temp. 5ºC, a minimalny czas przydatnoci ustalono na 7 dni. Ocena dokonana po 1 dniach miała na celu okrelenie marginesu bezpieczestwa zdrowotnego marchwi mało przetworzonej. W dowiadczeniu załoono okresowe podwyszanie temperatury przechowywania w zakresie od 5 do 15ºC lub od 5 do 2ºC, na pocztku lub na kocu czasu przechowywania. Zabiegi te miały na celu symulacj przerwania łacucha chłodniczego podczas transportu lub w czasie przechowywania produktu w sieciach handlowych i gospodarstwach domowych. Dowiadczenie przeprowadzono w 3 seriach, a schemat zmiany temperatury w poszczególnych seriach przedstawiono na rys. 1a-c. Symbole A-F na wykresach przedstawiaj profil temperaturowy przechowywanych prób mało przetworzonej marchwi w kadej serii. Próby kontrolne stanowiły próby przechowywane w temp. 5ºC. Metody analityczne Jako mikrobiologiczn marchwi minimalnie przetworzonej oceniano na podstawie ogólnej liczby bakterii mezofilnych, psychrofilnych, liczby bakterii kwasu mlekowego (skład podłoa wg Burbianki [4]) oraz liczby bakterii z rodzaju Listeria (wg normy ISO/EN/DIN 1129-1:1996). W oznaczeniach wykonywano posiew ilociowy metod płytkow Kocha. W celu okrelenia ogólnej liczby bakterii mezofilnych i psychrofilnych stosowano podłoe bulionowe, inkubujc posiewy przez 48 h odpowiednio w temp. 37 i 15 C. Liczb bakterii kwasu mlekowego oznaczano na podłou MRS, w temp. 3 C przez 24-48 h. Liczb bakterii z rodzaju Listeria oznaczano na podłou wybiórczym Oxford Agar (Merck), w temp. 3 C przez 48 h. Wyniki i ich omówienie Zmiany liczebnoci wybranych grup drobnoustrojów w czasie przechowywania marchwi mało przetworzonej przedstawiono na rys. 2 oraz w tab. 1. i 2.
238 Anna Zieliska, Janusz Czapski a) Dowiadczenie 1/ Experiment 1 Temp. [ o C] 2 15 1 5 A B C D E 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Czas przechowywania [dni] / Storage period [days] b) Dowiadczenie 2/ Experiment 2 2 Temp. [ o C] 15 1 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Czas przechowywania [dni] / Storage period [days] A B C D c) Dowiadczenie 3/ Experiment 3 Temp. [ o C] 25 2 15 1 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Czas przechowywania [dni] / Storage period [days] A B C D E F Rys. 1. Schemat zmian temperatury w czasie przechowywania marchwi mało przetworzonej. Fig. 1. The scheme of changes in the temperature while storing the minimally processed carrot.
WPŁYW OKRESOWEGO PODWYSZENIA TEMPERATURY W CZASIE PRZECHOWYWANIA NA 239 Bakterie psychrofilne / Psychrofilic bacteria Bakterie mezofilne / Mesophilic bacteria log cfu/g 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 Czas przechow yw ania [dni]/ Storage period [days] log cfu/g 1 8 6 4 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 Czas przechow yw ania [dni]/ Storage period [days] A B C D E Bakterie kw asu mlekow ego / Lactic acid bacteria log cfu/g 1 8 6 4 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 Czas przechow yw ania [dni]/ Storage period [days] log cfu/g 8 7 6 5 4 3 2 1 Listeria sp. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 Czas przechowywania [dni]/ Storage period [days] A B C D E Rys. 2. Fig. 2. Wzrost drobnoustrojów w czasie przechowywania marchwi minimalnie przetworzonej w dowiadczeniu 1. Symbole A-E odpowiadaj próbom przechowywanym w warunkach zmiany temperatury jak na rys.1a. The growth of micro-organisms while storing the minimally processed carrot on the basis of Experiment 1. The symbols A-E refer to samples stored under the conditions with the temperatures being changed as shown in Fig.1a
24 Anna Zieliska, Janusz Czapski T a b e l a 1 Wzrost drobnoustrojów w czasie przechowywania marchwi mało przetworzonej w dowiadczeniu 2. Symbole A-D odpowiadaj próbom przechowywanym w warunkach zmiany temperatury jak na rys. 1b The growth of micro-organisms while storing the minimally processed carrot on the basis of experiment 2. The symbols A-D refer to samples stored under the conditions with temperatures being changed as shown in Fig. 1b Próba Sample A x =7,7x1 2 B x =7,7x1 2 C x =7,7x1 2 D x =7,7x1 2 Bakterie psychrofilne [jtk/g] / Psychrophillic bacteria [cfu/g] Czas przechowywania [dni] / Storage period [days] 1 7 1 x =1,7x1 3 x =5,6x1 5 x =1,7x1 3 x =5,6x1 5 x =5,9x1 4 SD =,12 x =1,7x1 7 SD =,17 x =5,9x1 4 SD =,12 x =5,6x1 8 SD =,2 Bakterie mezofilne [jtk/g] / Mesophilic bacteria [cfu/g] x =9,9x1 6 x =6,7x1 8 x =3,8x1 7 SD =,6 x =8,5x1 8 SD =,14 A x =4,3x1 3 B x =4,3x1 3 C x =4,3x1 3 D x =4,3x1 3 A x =5,8x1 2 B x =5,8x1 2 C x =5,8x1 2 D x =5,8x1 2 x =5,2x1 3 SD =,2 x =1,3x1 5 SD =,19 x =2,3x1 5 x =1,x1 7 SD =,13 SD =,14 x =5,2x1 3 x =1,3x1 5 SD =,2 SD =,19 x =2,3x1 5 x =2,8x1 8 SD =,13 Bakterie kwasu mlekowego [jtk/g]/ Lactic acid bacteria [cfu/g] x =6,8x1 2 x =3,x1 3 x =6,8x1 2 x =3,x1 3 x =3,4x1 4 x =3,8x1 6 SD =,11 x =3,4x1 4 x =1,8x1 8 x =2,9x1 7 x =2,5x1 8 SD =,15 x =6,8x1 7 SD =,13 x =4,8x1 8 SD =,14 x =3,6x1 6 SD =,7 x =8,3x1 7 x =1,6x1 7 SD =,15 x =3,8x1 8
WPŁYW OKRESOWEGO PODWYSZENIA TEMPERATURY W CZASIE PRZECHOWYWANIA NA 241 Listeria sp. [jtk/g] / [cfu/g] c.d. Tab. 1 A x =2,3x1 2 x =4,8x1 2 SD =,12 x =4,6x1 5 SD =,13 x =5,6x1 6 B x =2,3x1 2 x =7,2x1 3 x =2,9x1 6 SD =,22 x =3,5x1 6 C x =2,3x1 2 x =4,8x1 2 SD =,12 x =4,6x1 5 SD =,13 x =6,7x1 6 D x =2,3x1 2 x =7,2x1 3 x =4,x1 SD =,17 x =3,3x1 7 T a b e l a 2 Wzrost drobnoustrojów w czasie przechowywania marchwi mało przetworzonej w dowiadczeniu 3. Symbole A-F odpowiadaj próbom przechowywanym w warunkach zmiany temperatury jak na rys. 1c. The growth of micro-organisms while storing the minimally processed carrot on the basis of experiment 3. The symbols A-F refer to samples stored under the conditions with temperatures being changed as in Fig. 1c. Próba Sample Bakterie psychrofilne [jtk/g] / Psychrophillic bacteria [cfu/g] Czas przechowywania [dni] / Storage period [days] 2 7 1 A x =7,8x1 3 x =2,8x1 4 x =3,1x1 5 x =1,8x1 7 SD =,2 B x =7,8x1 3 x =2,8x1 4 x =8,5x1 5 SD =,12 x =9,x1 6 SD =,16 C x =7,8x1 3 x =2,5x1 6 SD =,11 x =4,3x1 7 x =1,2x1 6 D x =7,8x1 3 x =2,5x1 6 SD =,11 x =4,8x1 6 x =3,2x1 7 E x =7,8x1 3 x =2,8x1 7 x =9,3x1 7 x =4,8x1 8 F x =7,8x1 3 x =2,8x1 4 x =3,1x1 5 SD =,23 Bakterie mezofilne [jtk/g] / Mesophilic bacteria [cfu/g] x =6,7x1 7 A x =2,3x1 3 x =4,5x1 2 x =1,3x1 5 x =9,5x1 6 SD =,12 B x =2,3x1 3 x =4,5x1 2 x =4,x1 5 x =6,5x1 6 SD =,2 c.d. Tab. 2
242 Anna Zieliska, Janusz Czapski C x =2,3x1 3 D x =2,3x1 3 E x =2,3x1 3 F x =2,3x1 3 x =3,5x1 4 SD =,21 x =3,5x1 4 SD =,21 x =2,1x1 6 SD =,18 x =4,5x1 2 x =4,4x1 7 x =3,6x1 6 x =8,5x1 7 x =1,3x1 5 Bakterie kwasu mlekowego [jtk/g]/lactic acid bacteria [cfu/g] x =5,3x1 7 SD =,14 x =2,4x1 7 SD =,15 x =4,6x1 8 x =4,9x1 7 A x =1,6x1 3 B x =1,6x1 3 C x =1,6x1 3 D x =1,6x1 3 E x =1,6x1 3 F x =1,6x1 3 x =8,8x1 2 x =8,8x1 2 x =3,4x1 4 x =3,4x1 4 x =3,8x1 6 x =8,8x1 2 Listeria sp. x =5,1x1 5 SD =,1 x =1,3x1 6 x =3,1x1 6 x =2,9x1 6 x =9,7x1 7 x =5,1x1 5 x =4,5x1 6 x =2,x1 7 x =3,1x1 6 x =4,x1 7 SD =,1 x =2,1x1 8 SD =,13 x =2,9x1 8 A x =3,2x1 2 B x =3,2x1 2 C x =3,2x1 2 SD = D x =3,2x1 2 E x =3,2x1 2 F x =3,2x1 2 x =1,x1 2 x =1,x1 2 x =1,4x1 3 x =1,4x1 3 x =1,5x1 3 SD =,16 x =1,x1 2 - x =1,x1 4 SD =,12 - x =2,x1 4 x =1,1x1 5 x =1,x1 4 SD =,16 - x =1,x1 4 SD =,18 x =1,x1 5 x =2,x1 4 SD =,26 - x =1,x1 4
WPŁYW OKRESOWEGO PODWYSZENIA TEMPERATURY W CZASIE PRZECHOWYWANIA NA 243 Mikroflora produktu na pocztku przechowywania W trakcie bada okrelono pocztkowe skaenie marchwi minimalnie przetworzonej i stwierdzono, e było ono na wyrównanym, niskim poziomie. Ogólna liczba bakterii psychrofilnych oraz bakterii kwasu mlekowego i Listeria sp. kształtowała si pomidzy 1 2 1 3 jtk/g, a ogólna liczba bakterii mezofilnych na stałym poziomie 1 3 jtk/g. Zmiany mikroflory produktu w czasie przechowywania Podwyszenie temperatury w pocztkowym etapie przechowywania chłodniczego znaczco wpłynło na podwyszenie poziomu drobnoustrojów w marchwi mało przetworzonej, wskutek czego liczba drobnoustrojów utrzymywała si na wysokim poziomie do koca badanego okresu przechowywania. Przechowywanie produktu minimalnie przetworzonego przez pierwsze 24 lub 48 h w temp. 15 lub 2ºC spowodowało namnoenie drobnoustrojów. W próbach tych stwierdzono wzrost liczby drobnoustrojów psychrofilnych, bakterii mezofilnych, bakterii kwasu mlekowego oraz z rodzaju Listeria sp. o 2 cykle logarytmiczne w porównaniu z liczb tych drobnoustrojów w próbach kontrolnych przechowywanych w temp. 5ºC. Przez kilka kolejnych dni po obnieniu temp. do 5ºC, liczba drobnoustrojów utrzymywała si na wyszym poziomie ni w przypadku prób przechowywanych przez cały czas w temp. 5ºC (tab. 1 i 2). Podwyszenie temp. do 15ºC po 3 lub 6 dniach przechowywania w temp. 5ºC nie zwikszyło znaczco liczby drobnoustrojów w próbach. Rónice pomidzy liczb bakterii w tych próbach i w próbach kontrolnych, przechowywanych w 5ºC, wynosiły 1 cykl logarytmiczny w przypadku drobnoustrojów psychrofilnych, mezofilnych, bakterii fermentacji mlekowej i Listeria sp. i stan ten utrzymywał si a do ostatniego dnia przechowywania. W próbach, w których po raz drugi podwyszono temperatur do 15ºC po 7 dniach przechowywania w warunkach chłodniczych, zanotowano wzrost zanieczyszczenia mikrobiologicznego do poziomu prób kontrolnych, przechowywanych w temp. 15ºC. W tych próbach w 1. dniu przechowywania wyniki przestawiały si nastpujco: ogólna liczba bakterii psychrofilnych 6,7x1 8 jtk/g, ogólna liczba bakterii mezofilnych 2,5x1 8 jtk/g, ogólna liczba bakterii kwasu mlekowego 8,3x1 7 jtk/g, Listeria sp. 3,5x1 6 jtk/g (tab. 1). Analiza mikrobiologiczna prób wskazuje, e najbardziej niebezpieczne jest przerwanie łacucha chłodniczego w fazie przygotowania produktu oraz na pocztku przechowywania lub jego transportu, gdy skaenie jest niewielkie, ale dostpno składników odywczych oraz tlenu dua, biorc pod uwag zwłaszcza wymagania bakterii tlenowych.
244 Anna Zieliska, Janusz Czapski Wnioski 1. Surowiec uyty do produkcji marchwi minimalnie przetworzonej charakteryzował si dobr jakoci pod wzgldem badanych ogólnych wyróników mikrobiologicznych. 2. Przechowywanie produktu minimalnie przetworzonego w temp. 15 lub 2ºC przez 1 dzie po wytworzeniu moe spowodowa wzrost drobnoustrojów psychrofilnych nawet o około 2 cykle logarytmiczne w porównaniu z próbami kontrolnymi przechowywanymi w temp. 5ºC. 3. Przerwanie łacucha chłodniczego na pocztku przechowywania zwiksza ryzyko namnoenia si psychrofilnych bakterii chorobotwórczych, w tym np. Listeria monocytogenes. 4. Podwyszenie temp. do 15 lub 2ºC na 24 h po 3 lub 6 dniach przechowywania moe spowodowa zwikszenie liczby drobnoustrojów psychrofilnych, mezofilnych, bakterii fermentacji mlekowej i Listeria sp. o 1-2 cykle logarytmiczne w porównaniu z próbami kontrolnymi przechowywanymi w temp. 5ºC. Literatura [1] Ahvenainen R.: New approaches in improving the shelf life of minimally processed fruit and vegetables. Trends Food Sci. Technol., 1996, 7, 179-187. [2] Brackett R.E.: Incidence, contributing factors and control of bacterial pathogens in produce. Postharvest Biol. Technol., 1999, 15, 35-311. [3] Breidt F., Fleming H.P.: Using lactic acid bacteria to improve the safety of minimally processed fruits and vegetables. Food Technol., 1997, 9, 44-51. [4] Burbianka M., Pliszka A.: Mikrobiologia ywnoci. PZWL. Warszawa 1983, s. 223-458. [5] Francis G.A., Thomas C., O Beirne D.: The microbiological safety of minimally processed vegetables. Int. J. Food Sci. Technol., 1999, 34, 1-22. [6] Jacxsens L., Devlieghere F., Debevere J.: Predictive modelling for packaging design: equilibrium modified atmosphere packages of fresh-cut vegetables subjected to a simulated distribution chain. Int. J. Food Microbiol., 22, 73, 331-341. [7] Nguyen-the C., Carlin F.: The microbiology of minimally processed fresh fruits and vegetables. Crit. Rev. Food Sci. Nutr., 1994, 4, 371-41. [8] Ohlsson T.: Minimal processing preservation methods of the future: an overview. Trends in Food Sci. Technol., 1994, 5, 341-344. [9] Phillips C.A., Modified atmosphere packaging and its effects on the microbiological quality and safety of produce. Int. J. Food Sci. Technol., 1996, 31, 463-479. [1] Torriani S., Massa S.: Bacteriological survey on ready-to use sliced carrots. Lebensm.-Wiss. u.- Technol., 1994, 27, s.487-49.
WPŁYW OKRESOWEGO PODWYSZENIA TEMPERATURY W CZASIE PRZECHOWYWANIA NA 245 THE EFFECT OF INCREASED TEMPERATURE WHILE STORING MINIMALLY PROCESSED CARROT ON IT MICROBIOLOGICAL QUALITY S u m m a r y The objective of the paper was to determine the microbiological quality of slices of the minimally processed carrot under the simulated conditions of discontinued refrigeration chain. Samples of the minimally processed carrot have been stored for 1 days at a combination of three temperatures: 5, 15, and 2ºC. From the point of view of microbiological safety, rising the temperature at the beginning of the storing period was the least favourable operation. The availability of nutritients, an adequately high concentration level of oxygen, and rising the temperature were factors, which stimulated the growth of all the micro-organisms investigated. Key words: storage temperature, minimally processed carrot, MAP