Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10348/4945
Title: Essential oils of herbs and spices in dry-cured meat products: chemical characterization, antimicrobial properties, effect on foodborne pathogens and sensory acceptability in chouriço
Authors: García Díez, Juan
Advisor: Patarata, Luís Avelino da Silva Coutinho
Fraqueza, Maria João dos Ramos
Costa, Virgílio Alexandre Cardoso e Falco da
Keywords: Produto à base de carne
Carne curada
Óleos essenciais
Antimicrobianos
Chouriço
Issue Date: 21-Sep-2015
Abstract: Os óleos essências (OEs) tem sido utilizados na industria alimentar como aromatizantes. As suas características antimicrobianas sobre microrganismos patogénicos alimentares e/ou deteriorativos tem aumentado o seu interesse como conservantes naturais. As novas tendências dos consumidores representam um desafio para a indústria alimentar, sendo estas as responsáveis pelo desenvolvimento de novas estratégias para satisfazer os seus requisitos sem comprometer a segurança e qualidade dos produtos. No âmbito dos produtos cárneos, a sua segurança é garantida por uma baixa atividade agua e baixo pH, os quais actuam como barreiras que dificultam o desenvolvimento de microrganismos patogénicos e/ou deteriorativos. No entanto, a ocorrência de surtos de toxinfeções alimentares associados ao consumo de produtos cárneos curados na Europa e nos Estados Unidos tem colocado em dúvida a sua segurança. Devido à grande variedade de temperos utilizados na elaboração de produtos cárneos, o objectivo deste estudo consiste na determinação do efeito antimicrobiano de OEs de especiarias utilizadas no fabrico deste tipo de produtos contra microrganismos patogénicos e/ou deteriorativos. Os OEs de pimenta negra, limão, laranja, salsa, estragão, canela, noz-moscada, rosmaninho, loureiro, cominho, alho e tomilho foram caracterizados por cromatografia gasosa – espectrometria de massas. As suas propriedades antimicrobianas foram determinadas in vitro tanto de forma individual como em combinação. Foi ainda estudada a influencia da composição do alimento (gordura e proteína), pH, aW e aditivos (nitratos, fosfatos e acidificantes) sobre as suas propriedades antimicrobianas. Por último, foi objecto de estudo o efeito antimicrobiano dos OEs em chouriço inoculado com Salmonella spp., L. monocytogenes e S. aureus. Os resultados in vitro demonstraram que o efeito antimicrobiano é variável em função da composição do OE, sendo de maior a menor na seguinte ordem: tomilho e canela, rosmaninho e cominho, alho, loureiro, pimenta negra, limão, salsa e noz-moscada. A combinação dos OEs resultou num efeito antimicrobiano sinérgico, obtendo uma diminuição da concentração mínima inibitória individual. A concentração mínima inibitória do OE de tomilho é semelhante, tanto na utilização individual como em combinação com outros OEs. A presença do OE de canela em combinação com os OEs de cominho ou salsa também diminui a concentração mínima inibitória destes últimos. Os resultados da combinação de OEs mostraram, de uma forma geral, um efeito sinérgico com uma diminuição da CMI, sendo de especial interesse na utilização no fabrico de produtos cárneos sem potencial compromisso das suas características sensoriais. Relativamente à composição do meio de cultura, a gordura exerce um efeito negativo no efeito antimicrobiano dos OEs associado à sua diluição na fase lipídica enquanro a concentração de proteína não influencia o seu efeito antimicrobiano. O pH, aW, nitrito de sódio ou lactato de sódio não parecem influenciar o efeito antimicrobiano dos OEs. No entanto, observou-se uma possível interacção entre os fosfatos e os OEs devido ao progressivo aumento das contagens bacterianas. Os resultados do estudo in vitro da influência das características do meio de cultura sobre o efeito antimicrobiano é fundamenta para determinar o comportamento dos OEs contra microrganismos patogénicos previamente à sua aplicação em alimentos. A utilização de OEs no fabrico de chouriço pode ser considerada como uma estratégia natural para incrementar a sua segurança contra Salmonella spp., L. monocytogenes e S. aureus. Embora foram demonstradas as propriedades antimicrobianas dos OEs, a sua utilização como substancias antimicrobianas devem ser avaliadas em alimentos. De forma geral, a sua adição na elaboração do chouriço mostrou uma inibição dos microrganismos patogénicos embora esta inibição varia em função do tipo de OE, concentração e fase de cura. Entre os OEs estudados, o rosmaninho, o tomilho e o oregano apresentaram as maiores inibições. De acordo com as contagens de Salmonella spp e L . monocytogenes, o período de cura pode ser reduzido a 15 dias na presença de OEs. Devido a que impacto sensorial dos OEs tem sido descrito como um dos seus inconvenientes, foi estudado o impacto de vários OEs em três concentrações (0.005%, 0.05% e 0.5%) em chouriço. Foi avaliado o impacte geral, a adequação à intensidade assim como as tendências de consumo e compra. Os resultados mostraram que os chouriços com a menor concentração de OEs apresentaram uma maior aceitabilidade. Verificou-se que o aumento da concentração do OE tem um impacto negativo na aceitabilidade do produto. Entre os OEs estudados, chouriços elaborados com OEs de alho e orégano a 0.005% foram os mais valorados pelos consumidores. Os resultados do presente estudo podem ajudar à indústria alimentar a seleccionar os OEs mais adequados no fabrico dos produtos cárneos garantindo a segurança alimentar sem compromiso das suas características naturais, saudáveis e prontos para consumo de acordo com as tendências dos consumidores
In food industry, essential oils (EOs) have been traditionally used as flavouring agents although their antimicrobial properties against foodborne and spoilage microorganisms increase their utilization as natural preservatives. Nowadays, consumers demand minimally processed product without addition of chemical additives, easily prepared, and ready-to-eat. These consumers´ trends represent a challenge for food industry that need develop new strategies to comply the consumers´ requirements without compromising the safety and quality of foodstuffs. Dry-cured meat products are considered safe products mainly by the low water activity and pH that acts as hurdles that delay the growth of foodborne and spoilage pathogens. The occurrence of foodborne outbreaks in both Europe and United States have put the spotlight onto the safety of meat products. Because manufacture of meat products admits a large variety of seasonings, the objective of the current study consists on the chemical characterization and antimicrobial determination of EOs of herbs and spices commonly used on manufacture of dry-cured meat products against foodborne a spoilage bacteria. Antimicrobial effect of combination of EOs were assessed by checkerboard while the influence of culture media composition (fat and protein content) pH, aW and food additives (sodium nitrite, phosphates and sodium lactate) on the antimicrobial properties of EOs was studied. At last, to shed light onto the scarce information about utilization of EOs in meat products, the antimicrobial effect against foodborne pathogens and sensory assessment were determined. Results showed that in vitro antimicrobial activity of EOs was variable. According to the potency of inhibitory action, the EOs can be ordered, from the highest to the lowest, as follows: thyme and cinnamon, rosemary and cumin, garlic, bay, black pepper, lemon, parsley and nutmeg. The EOs of orange, basil and tarragon were considered as noninhibitory. Combination of selected EOs displayed a synergic effect against foodborne pathogens and also an important decrease of their individual minimal inhibitory concentration (MIC). Essential oils of thyme and cinnamon presented the largest antibacterial activity against foodborne pathogens. Moreover, the utilization of cinnamon EOs also improved the reduction of the individual MIC of EOs of cumin and parsley. Thus, combinations of selected EOs inhibit foodborne pathogens, improving their performance to be used in the manufacture of meat products avoiding their potential organoleptical rejection. The influence of food composition on the antimicrobial effect of EOs showed that fat has a negative effect probably due to its dilution on the lipid phase. The level of protein does not influence the inhibitory effect of EOs although slightly reduction was observed in the lowest protein level tested. The pH and aW not appear influence the antimicrobial effect of EOs. With regards of food additives, the addition of nitrite and sodium lactate did not influence the inhibitory effect of EOs. However, the current study revealed that a possible interaction of food phosphates with EOs leading to its progressive inactivation. The in vitro study of the influence of food characteristic on the antimicrobial effect of EOs are an important step to address the behaviour of EOs against specific foodborne pathogens previously its application in foodstuff. Utilization of EOs in manufacture of chouriço resulted in a natural strategy to improve its safety against Salmonella spp, L. monocytogenes and S. aureus. Although, EOs possess antibacterial properties in vitro, their utilization as food antimicrobial agents must be assessed in the food product. The antibacterial effect varies according to the EOs, concentration and drying period. Among them, EOs of rosemary, oregano and thyme presented the highest inhibition properties. Regarding Salmonella spp. and L. monocytogenes counts, drying period could be shortened to 15 days in the presence of EOs, being interesting for meat industry to increase the yield production Because the sensorial impact of EOs in foodstuff has been described as a constrain, the current work studies the sensory impact of several EOs at three levels (0.005%, 0.05% and 0.5%) in dry-cured chouriço by overall acceptability, just-about-right scale, consumption trend and potential purchase. Results showed that chouriço made with the lowest EO concentration, presented the best performance. Moreover, the increase of the EO concentration showed a negative impact on the acceptance of the meat products. Among the EOs tested, essential oils of garlic and oregano, used in the manufacture of chouriço at 0.005%, were the most appreciated by consumers. Thus, the results of the current study may help the food industry to select the more appropriate EOs to guarantee the food safety of meat products maintaining the compromise of manufacture of natural, healthy and ready-to-eat meat products according to the consumers´ demands.
Description: Tese de Doutoramento em Ciências Veterinárias
URI: http://hdl.handle.net/10348/4945
Document Type: Doctoral Thesis
Appears in Collections:TD - Teses de Doutoramento

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