Український часопис ветеринарних наук

Сучасні методи обробки сирого м’яса для зменшення мікробної контамінації

Володимир Вовкотруб, Інга Ковалевська, Єва Чернявська-Пянтковська, Ольга Якубчак, Юлія Гриб
Завантажити статтю
Анотація

 Існують різні методи збереження якості та подовження терміну придатності харчових продуктів. Сире м’ясо різних видів тварин – продукт, що піддається швидкому псуванню. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю узагальнення сучасних знань стосовно підходів і методів подовження термінів зберігання безпечного та якісного м’яса та їх наукового обґрунтування. Дана робота була сфокусована на пошуку засобів, які знижують бактеріальне забруднення, оскільки саме мікроорганізми є головною причиною псування м’яса. Метою роботи був пошук найбільш перспективних та оптимальних методів для подовження термінів зберігання свіжості сирого м’яса. Для аналізу використовували інформацію наукових першоджерел, електронні ресурси, вивчали результати експериментальних даних щодо застосування науково обґрунтованих безпечних підходів. Здійснено огляд основних методів та заходів, які спрямовані на подовження термінів зберігання сирого м’яса. Встановлено переваги та недоліки різних методів обробки сирого м’яса, що діють бактерицидно чи бактеріостатично на різні, зокрема, патогенні мікроорганізми, які викликають не лише псування м’яса, але й можуть бути небезпечними факторами для потенційного споживача. Нині використовують традиційні, різноманітні нові та інноваційні методи. З урахуванням сучасних досягнень науки та технологій найперспективнішим є використання комплексних методів обробки сирого м’яса. Проаналізувавши результати досліджень багатьох науковців зроблено висновок, що найоптимальнішими є біологічні технології з використанням молочнокислих бактерій у поєднанні з традиційними методами фізичної обробки, а саме, охолодженням. Даний підхід зберігає свіжість м’яса та виявляє мінімальний вплив на органолептичні показники за дотримання температурних режимів та технології обробки культурами молочнокислих мікроорганізмів сирого м’яса. Прикладне значення цієї роботи полягає у встановленні найперспективніших напрямків для подальшого дослідження та вдосконалення наявних безпечних протимікробних препаратів, зокрема, використання різних штамів молочнокислих заквасок. Їх практичне застосування дасть можливість зберегти свіжість м’яса та подовжити його термін зберігання

Ключові слова

продукти забою; молочнокислі бактерії; знезараження протимікробними добавками; контроль якості і безпечності; протимікробні хімічні речовини

ЦИТУВАТИ
Vovkotrub, V., Kowalewska, I., Czerniawska-Piątkowska, E., Iakubchak, O., & Hryb, J. (2024). Modern methods of raw meat processing to reduce microbial contamination. Ukrainian Journal of Veterinary Sciences, 15(3), 55-75. https://doi.org/10.31548/veterinary3.2024.55
Використані джерела
  1. Amiri, A., Zandi, H., & Khosravi, H.M. (2019). Effect of electron beam irradiation on survival of Escherichia coli O157:H7 and Salmonella enterica serovar Thyphimurium in minced camel meat during refrigerated storage. Journal of Food Quality and Hazards Control, 6(4), 174-178. doi: 10.18502/jfqhc.6.4.1996.
  2. Benitez-Chao, D.F., Leon-Buitimea, A., Lerma-Escalera, J.A., & Morones-Ramírez, J.R. (2021). Bacteriocins: An overview of antimicrobial, toxicity, and biosafety assessment by in vivo models. Frontiers in Microbiology, 12, article number 630695. doi: 10.3389/fmicb.2021.630695.
  3. Bhattacharya, D., Nanda, P.K., Pateiro, M., Lorenzo, J.M., Dhar, P., & Das, A.K. (2022). Lactic acid bacteria and bacteriocins: Novel biotechnological approach for biopreservation of meat and meat products. Microorganisms, 10(10), article number 2058. doi: 10.3390/microorganisms10102058.
  4. Bintsis, T. (2018). Lactic acid bacteria as starter cultures: An update in their metabolism and genetics. AIMS Microbiol, 11(4), 665-684. doi: 10.3934/microbiol.2018.4.665.
  5. Bonardi, S. (2017). Salmonella in the pork production chain and its impact on human health in the European Union. Epidemiology & Infection, 145(8), 1513-1526. doi: 10.1017/S095026881700036X.
  6. Braiek, O.B., & Smaoui, S. (2021). Chemistry, safety, and challenges of the use of organic acids and their derivative salts in meat preservation. Journal of Food Quality, 2021, article number 6653190. doi: 10.1155/2021/6653190.
  7. Brustolin, J., Pisol, A., Steffens, J., Toniazzo Backes, G., Valduga, E., Luccio, M., & Cansian, R. (2014). Decontamination of pig carcasses using water pressure and lactic acid. Brazilian Archives of Biology and Technology, 57(6), 954-961. doi: 10.1590/S1516-8913201402363.
  8. Chousalkar, K., Sims, S., McWhorter, A., Khan, S., & Sexton, M. (2019). The effect of sanitizers on microbial levels of chicken meat collected from commercial processing plants International Journal of Environmental Research and Public Health, 16(23), article number 4807. doi: 10.3390%2Fijerph16234807.
  9. Ciriaco, M., Moura-Alves, M., Silva, R., Pinto, I., Saraiva, C.M., & Esteves, A. (2021). Decontamination of pig carcasses with organic acids. Proceedings, 70(1), article number 63. doi: 10.3390/foods_2020-07649.
  10. Dan, S., Mihaiu, M., Reget, O., Oltean, D., & Tabaran, A. (2017). Pathogens contamination level reduction on beef using organic acids decontamination methods. Bulletin of University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine Cluj-Napoca Veterinary Medicine, 74(2), article number 212. doi: 10.15835/buasvmcn-vm:0052.
  11. Danso, A.S., Morel, P.C.H., Kenyon, P.R., & Blair, H.T. (2018). Effects of dietary protein and energy intake on growth, body composition and nutrient utilisation in lambs reared artificially with milk replacers and pellet feeds. Animal Feed Science and Technology, 237, 35-45. doi: 10.1016/j.anifeedsci.2018.01.007.
  12. DeMartinez, Y.B., Ferrer, K., & Salas, E.M. (2002). Combined effects of lactic acid and nisin solution in reducing levels of microbiological contamination in red meat carcasses. Journal of Food Protection, 65(11), 1780-1783. doi: 10.4315/0362-028X-65.11.1780.
  13. Dortu, C., Huch, M., Holzapfel, W.H., Franz, C.M.A.P., & Thonart, P. (2008). Anti‐listerial activity of bacteriocin‐producing Lactobacillus curvatus CWBI‐B28 and Lactobacillus sakei CWBI‐B1365 on raw beef and poultry meat. Letters in Applied Microbiology, 47(6), 581-586. doi: 10.1111/j.1472-765X.2008.02468.x.
  14. Ellatif, Z.A., Saad, S., Fatin, S., F., Salem, A., & Saleh, E. (2020). Efficiency of some organic acids as decontaminants in sheep carcasses. Benha Veterinary Medical Journal, 38(2), 116-119. doi: 10.21608/bvmj.2020.27504.1197.
  15. Erazo-Castrejon, S.V., Zhang, W., Mickelson, M.A., Claus, J.R., Yin, J., & Richards, M.P. (2019). Quantification of hemoglobin and myoglobin in pork muscle: Effect of Rinse & Chill technology on blood removal. Meat and Muscle Biology, 1(3), article number 110. doi: 10.22175/rmc2017.105.
  16. Fowler, S.M., Claus, J., & Hopkins, D.L. (2017). The effect of applying a rinse and chill procedure to lamb carcases immediately post-death on meat quality? Meat Science, 134, 124-127. doi: 10.1016/j.meatsci.2017.07.015.
  17. Gagaoua, M., Duffy, G., Alvarez, C., Burgess, C.M., Hamill, R., Crofton, E., Botinestean, C., Ferragina, A., Cafferky, J., Mullen, A.M., & Troy, D. (2022). Current research and emerging tools to improve fresh red meat quality. Irish Journal of Agricultural and Food Research, 61(1), 145-167. doi: 10.15212/ijafr-2020-0141.
  18. Gavahian, M., & Khaneghah, A.M. (2020). Cold plasma as a tool for the elimination of food contaminants: Recent advances and future trends. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 60(9), 1581-1592. doi: 10.1080/10408398.2019.1584600.
  19. Hwang, K., Claus, J.R., Jeong, J.Y., Hwang, Y.H., & Joo, S.T. (2022). Vascular rinsing and chilling carcasses improves meat quality and food safety: A review. Journal of Animal Science and Technology, 64(3), 397-408. doi: 10.5187/jast.2022.e29.
  20. Imade, E.E., Omonigho, S.E., Babalola, O.O., & Enagbonma, B.J. (2021). Lactic acid bacterial bacteriocins and their bioactive properties against food-associated antibiotic-resistant bacteria. Annals of Microbiology, 71, article number 44. doi: 10.1186/s13213-021-01652-6.
  21. Indiarto, R., Irawan, A.N., & Subroto, E. (2023). Meat irradiation: A comprehensive review of its impact on food quality and safety. Foods, 12(9), article number 1845. doi: 10.3390/foods12091845.
  22. Ishaq, A., Ebner, P.D., Syed, Q.A., & Rahman, H.U. (2020). Employing list-shield bacteriophageas a bio-control intervention for Listeria monocytogenes from raw beef surface and maintain meat quality during refrigeration storage. LWT, 132, article number 109784. doi: 10.1016/j.lwt.2020.109784.
  23. Kaplan, Z., Yurdakul, O., Keyvan, E., & Sen, E. (2021). Decontamination of Salmonella typhimurium with chitosan and lactic acid on broiler carcasses. Ankara Universitesi Veteriner Fakultesi Dergisi, 68(4), 389-395. doi: 10.33988/auvfd.801253.
  24. Kaveh, S., Hashemi, S.M.B., Abedi, E., Amiri, M.J., & Conte, F.L. (2023). Bio-preservation of meat and fermented meat products by lactic acid bacteria strains and their antibacterial metabolites. Sustainability, 15, article number 10154. doi: 10.3390/su151310154.
  25. Khalafalla, G.M., Nasr, N.F., Gaafar, A.M., & Abo-Zaid, R.M. (2018). Effect of gamma irradiation on microbial load, physicochemical characteristics and shelf-life of raw minced beef meat. Middle East Journal of Applied Science, 8(2), 625-634.
  26. Khalid, W., Maqbool, Z., & Sajid Arshad, M. (2022). Recent advances and innovation in meat with reference to processing technologies. Health Risks of Food Additives - Recent Developments and Trends in Food Sector, article number 108620. doi: 10.5772/intechopen.108620.
  27. Kocharunchitt, C., Mellefont, L., Bowman, J.P., & Ross, T. (2019). Application of chlorine dioxide and peroxyacetic acid during spray chilling as a potential antimicrobial intervention for beef carcasses. Food Microbiology, 87, article number 103355. doi: 10.1016/j.fm.2019.103355.
  28. Kopuk, B., Güneş, R., & Uran, H. (2020). Utilization of pulsed electric field (pef) technique in meat and seafood processing. Turkish Journal of Agriculture - Food Science and Technology, 8(10), 2202-2213. doi: 10.24925/turjaf.v8i10.2202-2213.3659.
  29. Krishnamurthi, V.R., Rogers, A., Peifer, J., Niyonshuti, I.I., Chen, J., & Wang, Y. (2020). Microampere electric current causes bacterial membrane damage and two-way leakage in a short period of time. Applied and Environmental Microbiology, 86(16), e011015-e11020. doi: 10.1128/aem.01015-20.
  30. Kumari, M., & Gupta, S.K. (2022). Cumulative human health risk analysis of trihalomethanes exposure in drinking water systems. Journal of Environmental Management, 321, article number 115949. doi: 10.1016/j.jenvman.2022.115949.
  31. Kurcubic, V., Stajic, S., Miletic, N., & Stanisic, N. (2022). Healthier meat products are fashionable – consumers love fashion. Applied Sciences, 12(19), article number 10129. doi: 10.3390/app121910129.
  32. Lebret, B., & Candek-Potokar, M. (2022). Review: Pork quality attributes from farm to fork. Part I. Carcass and fresh meat. Animal, 16(1), article number 100402. doi: 10.1016/j.animal.2021.100402.
  33. Leroy, F., Smith, N.W., Adesogan, A.T., Beal, T., Iannotti, L., Moughan, P.J., & Mann, N. (2023). The role of meat in human diet: evolutionary aspects and nutritional value. Animal Frontiers, 13(2), 11-18. doi: 10.1093/af/vfac093.
  34. Lima, F., Vieira, K., Santos, M., & Mendes de Souza, P. (2018). Effects of radiation technologies on food nutritional quality. Descriptive Food Science, article number 80437. doi: 10.5772/intechopen.80437.
  35. Lulietto, M., Sechi, P., Borgogni, E., & Cenci-Goga, B. (2015). Meat spoilage: A critical review of a neglected alteration due to ropy slime producing bacteria. Italian Journal of Animal Science,14(3), article number 4011. doi: 10.4081/ijas.2015.4011.
  36. Madushanka, D.N.N., Jayaweera, T.S.P., Jayasinghe, J.M.C.S., Yasawathie, D.G., & Ruwandeepika, H.A.D. (2018). Decontaminating effect of organic acids and natural compounds on broiler chicken meat contaminated with Salmonella typhimurium. Asian Food Science Journal, 3(1), 1-9. doi: 10.9734/AFSJ/2018/41802.
  37. Matarneh, S.K., England, E.M., Scheffler, T.L., & Gerrard, D.E. (2017). The conversion of muscle to meat. In Lawrie´s meat science (pp. 159-185). Sawston: Woodhead Publishing. doi: 10.1016/B978-0-08-100694-8.00005-4.
  38. McWhorter, A.R., Weerasooriya, G., Kumar, S., & Chousalkar, K.K. (2023). Comparison of peroxyacetic acid and acidified sodium chlorite at reducing natural microbial contamination on chicken meat pieces. Poultry Science, 102(11), article number 103009. doi: 10.1016/j.psj.2023.103009.
  39. Morey, A., Bowers, J.W., Bauermeister, L.J., Sing, M., Huang, T.S., & McKee, S.R. (2014). Effect of salts of organic acids on Listeria monocytogenes, shelf life, meat quality, and consumer acceptability of beef frankfurters. Journal of Food Science, 79(1), 54-60. doi: 10.1111/1750-3841.12220.
  40. Morild, R.K., Christiansen, P., Sorensen, A.H., Nonboe, U., & Aabo, S. (2011). Inactivation of pathogens on pork by steam-ultrasound treatment. Journal of Food Protection,74(5), 769-775. doi: 10.4315/0362-028X.JFP-10-338.
  41. Niemira, B.A. (2012). Cold plasma decontamination of foods. Annual Review of Food Science and Technology, 3, 125-142. doi: 10.1146/annurev-food-022811-101132.
  42. Park, J.H., Seok, S.H., Cho, S.A., Baek, M.W., Lee, H.Y., Kim, D.J., Chung, M.J., Kim, S.D., Hong, U.P., & Park, J.H. (2005). Antimicrobial effect of lactic acid producing bacteria culture condensate mixture (LCCM) against Salmonella enteritidis. International Journal of Food Microbiology,101(1), 111-117. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2004.11.005.
  43. Radaic, A., Jesus, M.B., & Kapila, Y.L. (2020).Bacterialanti-microbialpeptidesandnano-sizeddrugdeliverysystems: The state of the arttowardimproved bacteriocins. Journal of Controlled Release, 321, 100-118. doi: 10.1016/j.jconrel.2020.02.001.
  44. Rahman, S.M.E., Wang, J., & Oh, D.-H. (2013). Synergistic effect of low concentration electrolyzed water and calcium lactate to ensure microbial safety, shelf life and sensory quality of fresh pork. Food Control, 30(1), 176-183. doi: 10.1016/j.foodcont.2012.06.041.
  45. Regulation (EC) No. 853/2004 of the European Parliament and of the Council Laying Down Specific Hygiene Rules for The Hygiene of Foodstuffs. (2004, April). Retrieved from https://www.fao.org/faolex/results/details/en/c/LEX-FAOC063427/.
  46. Regulation (EU) No. 2015/2283 of the European Parliament and of the Council on Novel Foods, Amending Regulation (EU) No. 1169/2011 of the European Parliament and of the Council and repealing Regulation (EC) No. 258/97 of the European Parliament and of the Council and Commission Regulation (EC) No. 1852/2001. (2015, November). Retrieved from https://www.fao.org/faolex/results/details/en/c/LEX-FAOC151053/.
  47. Rojas, H.E., Contreras, R.L., Schnake, F.G., Marin, P.M., Huissier, P.G., & Castillo, P.B. (2022). Factors determining meat quality and cold preservation methods to extend shelf life. Journal of Biomedical Science, 4(1), 1459-1470. doi: 10.38125/OAJBS.000377.
  48. Rossi, G.A.M., Link, D.T., Bertolini, A.B., Tobias, F.L., & Mioni, M.S.R. (2023). A descriptive review of the use of organic acids and peracetic acid as a decontaminating strategy for meat. eFood, 4(4), article number e104. doi: 10.1002/efd2.104. 
  49. Rybarczyk, А., Karamucki, T., Pietruszka, A., Rybak, K., & Matysiak, B. (2015). The effects of blast chilling on pork quality. Meat Science, 101, 78-82. doi: 10.1016/j.meatsci.2014.11.006.
  50. Sadaghiani, S.K., Aliakbarlu, J., Tajik, H., & Mahmoudian, A. (2019). Anti-listeria activity and shelf life extension effects of Lactobacillus along with garlic extract in ground beef. Food Safety, 39(6), article number e12709. doi: 10.1111/jfs.12709.
  51. Sammanee, P., Ngamsanga, P., Jainonthee, C., Chupia, V., Sawangrat, C., Kerdjana, W., Lampang, K.N., Meeyam, T., & Pichpol, D. (2022). Decontamination of pathogenic and spoilage bacteria on pork and chicken meat by liquid plasma immersion. Foods, 11(12), article number 1743. doi: 10.3390/foods11121743.
  52. Sheen, S., Hwang, C., & Juneja, V. (2011). Modeling the impact of chlorine on the behavior of Listeria monocytogenes on ready-to-eat meats. Food Microbiology, 28(5), 1095-1100. doi: 10.1016/j.fm.2011.01.001.
  53. Silano, V., Barat Baviera, J.M., Bolognesi, C., Bruschweiler, B.J., Chesson, A., Cocconcelli, P.S., Crebelli, R., Gott, D.M., Grob, K., Lampi, E., Riviere, G., Steffensen, I.L., Tlustos, C., Van Loveren, H., Vernis, L., Zorn, H., Bolton, D., Bover-Cid, S., Knecht, J., & Mortensen, A. (2018). Evaluation of the safety and efficacy of the organic acids lactic and acetic acids to reduce microbiological surface contamination on pork carcasses and pork cuts. EFSA Journal European Food Safety Authority, 16(12), article number 5482. doi: 10.2903/j.efsa.2018.5482.
  54. Singh, V.P. (2018). Recent approaches in food bio-preservation – a review. Open Veterinary Journal, 8(1), 104-111. doi: 10.4314/ovj.v8i1.16.
  55. Sohaib, M., Anjum, F.M., Arshad, M.S., & Rahman, U.U. (2016). Postharvest intervention technologies for safety enhancement of meat and meat based products; a critical review. Journal Food Science and Technology, 53, 19-30. doi: 10.1007/s13197-015-1985-y.
  56. Soyer, F., Keman, D., Eroglu, E., & Ture, H. (2020). Synergistic antimicrobial effects of activated lactoferrin and rosemary extract in vitro and potential application in meat storage. Journal of Food Science and Technology, 57(12), 4395-4403. doi: 10.1007/s13197-020-04476-5.
  57. Trevisan, L., & Brum, J. (2020). Incidence of pale, soft and exudative (PSE) pork meat in reason of extrinsic stress factors. Anais da Academia Brasileira de Ciencias, 92(3), article number e20190086. doi: 10.1590/0001-3765202020190086.
  58. Trokhymenko, V.Z., Kovalchuk, T.I., Zakharin, V.V., & Bezverkha, L.M. (2023). Quality management of livestock raw materials. Bulletin of Sumy National Agrarian University. The Series: Livestock, 1(52), 51-58. doi: 10.32782/bsnau.lvst.2023.1.8.
  59. Van Ba, H., Seo, H.W., Seong, P.N., Kang, S.M., Cho, S.H., Kim, Y.S., Park, B.Y., Moon, S.S., Kang, S.J., Choi, Y.M., & Kim, J.H. (2019). The fates of microbial populations on pig carcasses during slaughtering process, on retail cuts after slaughter, and intervention efficiency of lactic acid spraying. International Journal of Food Microbiology, 294, 10-17. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2019.01.015.
  60. Ververis, E., Ackerl, R., Azzollini, D., Colombo, P.A., Sesmaisons, A., Dumas, C., Fernandez-Dumont, A., Costa, L.F., Germini, A., Goumperis, T., Kouloura, E., Matijevic, L., Precup, G., Roldan-Torres, R., Rossi, A., Svejstil, R., Turla, E., & Gelbmann, W. (2020). Novel foods in the European Union: Scientific requirements and challenges of the risk assessment process by the European Food Safety Authority. Food Research International, 137, article number 109515. doi: 10.1016/j.foodres.2020.109515.
  61. Vovkotrub, V., Iakubchak, O., Horalskyi, L., Vovkotrub, N., Shevchenko, L., Shynkaruk, N., Rozbytska, T., Slyva, Y., Tupitska, O., & Shtonda, O. (2023). The microscopic structure of pork neck after cooling with showering stiving and processing by culture Lactobacillus sakei. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences, 17, 759-776. doi: 10.5219/1905.
  62. Wahyono, T., Ujilestari, T., Sholikin, M.M., Muhlisin, M., Cahyadi, M., Volkandari, S.D., & Triyannanto, E. (2024) Quality of pork after electron-beam irradiation: A meta-analysis study. Veterinary World, 17(1), 59-71. doi: 10.14202/vetworld.2024.59-71.