بهبود عمر نگهداری گوشت گوسفندی با استفاده از پوشش خوراکی مبتنی بر موسیلاژ قدومه شهری و اسانس آویشن کرمانی

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده علوم دامی و صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران،

2 استاد، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده علوم دامی و صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران

3 دانشیار، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده علوم دامی و صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران

چکیده

سابقه و هدف: : کیفیت، خواص تغذیه ای و خواص فیزیکوشیمیایی مطلوب باعث شده که گوشت گوسفند بسیار پرطرفدار باشد. خصوصیاتی نظیر آبدار بودن، بو و طعم گوشت گوسفند با کیفیت آن ارتباط مستقیم دارد. گوشت و فرآورده های گوشتی در طی تولید، حمل و نقل، ذخیره سازی و مصرف در معرض فساد شیمیایی و میکروبی هستند. وجود مقادیر زیاد رطوبت و ترکیبات نیتروژنی در گوشت به همراه pH مناسب و کربوهیدرات های قابل تخمیر، آن را به محیطی ایده آل برای رشد و تکثیر باکتری‌ها و قارچ‌های عامل ایجاد فساد و مسمومیت تبدیل می‌کند. پوشش‌های خوراکی غنی‌شده با اسانس‌های گیاهی، از طریق کنترل رشد میکروبی، مهار اکسیداسیون لیپیدها و بهبود ظاهر غذاها به‌طور گسترده در نگهداری مواد غذایی استفاده می‌شوند.
مواد و روش‌ها: آویشن کرمانی در دمای اتاق خشک و سپس با استفاده از آسیاب پودر شد. پس از آن 50 گرم پودر به دستگاه کلونجر حاوی 750 میلی لیتر آب مقطر منتقل شد و فرآیند استخراج با تقطیر با آب به مدت 3 ساعت انجام شد. اسانس به دست آمده در ظرف شیشه ای جمع آوری و در دمای 4 درجه سانتی گراد نگهداری شد. محتوای فنل اسانس با استفاده از روش Folin-Ciocalteu، محتوای فلاونوئید با استفاده از روش رنگ سنجی کلرید آلومینیوم، فعالیت آنتی اکسیدانی با استفاده از روش های رادیکال DPPH و ABTS و فعالیت ضد میکروبی از طریق روش دیسک دیفیوژن آگار، چاهک آگار ، تعیین غلظت مهارکنندگی و حداقل غلظت کشندگی در برابر باکتری‌های بیماری‌زا (اشریشیا کلی، سالمونلا تیفی، سودوموناس آئروژینوزا، لیستریا اینوکوا و استافیلوکوکوس اورئوس) مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس اسانس آویشن کرمانی در مقادیر (0، 5/0، 1 و 5/1٪) به موسیلاژ قدومه شهری اضافه شد. از این محلول جهت پوشش دهی قطعات گوشت گوسفند نگهداری شده در دمای 4 درجه سانتی گراد به مدت 10 روز استفاده شد و خواص فیزیکوشیمیایی (pH، رطوبت، سفتی، عدد پراکسید و آزمون تیوباربیتوریک اسید)، میکروبی (شمارش تعداد کل باکتری‌های زنده، سرمادوست‌ها، E.coli، S. aureus و قارچ‌ها) و حسی (رنگ، بو، بافت و پذیرش کلی) نمونه ها در طول دوره نگهداری مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته‌ها: بازده استخراج اسانس برابر 96/0 % و مقادیر فنل کل و فلاونوئید اسانس به ترتیب mg GAE/g 22/52 و QE/g 43/18 بدست آمد. همچنین فعالیت آنتی اکسیدانی اسانس بر اساس روش های مهار رادیکال DPPH و ABTS به ترتیب برابر با 13/357 و 18/312 میکروگرم بر میلی لیتر بود. بر اساس آزمون‌های میکروبی، استافیلوکوکوس اورئوس و سودوموناس آئروژینوزا به ترتیب حساس‌ترین و مقاوم‌ترین سویه‌ها به اسانس بودند. با افزایش غلظت اسانس در پوشش خوراکی میزان رشد جمعیت میکروارگانیسم‌های مورد مطالعه به طور قابل توجهی کاهش یافت. علاوه بر این، استفاده از پوشش خوراکی حاوی اسانس از تغییرات زیاد در pH، رطوبت، عدد پراکسید و مقدار تیوباربیتوریک اسید در نمونه‌های گوشت در طول دوره نگهداری جلوگیری کرد. کاربرد پوشش خوراکی بر پایه موسیلاژ قدومه شهری حاوی اسانس آویشن کرمانی اثر نامطلوبی بر خصوصیات حسی نمونه‌های گوشت پوشش داده شده و نگهداری شده در دمای یخچال نداشت. به طور کلی بهترین نمونه طبق نتایج آزمون‌های مختلف، نمونه گوشت پوشش داده شده با 5/1 % اسانس بوده و این پوشش قادر به بهبود ماندگاری برش‌های گوشت به بیش از 10 روز بود.
نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه نشان داد که اسانس آویشن کرمانی دارای فعالیت آنتی اکسیدانی و ضد میکروبی بالایی بوده و استفاده از آن در پوشش خوراکی بر پایه موسیلاژ قدومه شهری منجر به کاهش اکسیداسیون لیپید و رشد میکروبی نمونه‌های گوشت گوسفند پوشش داده شده در مقایسه با نمونه بدون پوشش شد و بنابراین می توان از پوشش خوراکی موسیلاژ قدومه شهری حاوی اسانس آویشن کرمانی جهت بهبود ماندگاری محصولات گوشتی استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Improving the shelf life of lamb using edible coating based on Lepidium perfoliatum mucilage and Thymus carmanicus essential oil

نویسندگان [English]

  • Hassan Barzegar 1
  • Mohammad Hojjati 2
  • Behrooz Alizadeh Behbahani 3
1 Associate Professor, Department of Food Science and Technology, Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan, Mollasani, Iran,
2 Professor, Department of Food Science and Technology, Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan, Mollasani, Iran
3 Associate Professor, Department of Food Science and Technology, Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan, Mollasani, Iran
چکیده [English]

Background and objectives: Its quality, nutritional properties, and physicochemical properties have made sheep meat very popular, and juiciness, smell, and taste are directly related to its quality. In spite of this, meat and meat products are susceptible to chemical and microbial spoilage during production, transportation, storage, and consumption. The high moisture and nitrogen content of meat, along with its suitable pH and fermentable carbohydrates, makes it an ideal environment for spoiling and poisonous bacteria and fungi. Food packaging can increase the shelf life of food products by inhibiting or delaying lipid oxidation and microbial growth, and edible packaging has been used to increase the shelf life of meat. Hydrocolloids are widely used in the food industry for various purposes such as gelling agents, stabilizers, and texture modifiers. Lepidium perfoliatum seed mucilage (LPSM) is used in traditional medicine to treat whooping cough, dry cough and lung infections and as a sedative, and due to its good physical, mechanical, and thermal properties, it can be used as a biodegradable packaging to improve the shelf life of various food products. However, polysaccharide-based coatings hardly have an antimicrobial or antioxidant effect, so antioxidant and antimicrobial compounds are usually included in edible coatings to improve their performance. Edible coatings enriched with plant essential oils, through controlling microbial growth, inhibiting lipid oxidation and improving the appearance of foods are widely used in food preservation.
Materials and methods: T. carmanicus plant was dried at room temperature and then powdered using a mill. After that, 50 g of the powder was transferred to the Clevenger device containing 750 ml of distilled water, and the extraction process was carried out by distillation with water for 3 h. The obtained essential oil (TCEO) was collected in a glass container and stored at 4 °C. Its phenol content (based on Folin-Ciocalteu method), flavonoid content (based on aluminum chloride colorimetry method), antioxidant activity (based on DPPH and ABTS radical scavenging methods), and antimicrobial activity (based on disc diffusion agar, well diffusion agar, minimum inhibitory concentration, and minimum bactericidal concentration methods) against pathogenic bacteria (Escherichia coli, Salmonella typhi, Pseudomonas aeruginosa, Listeria innocua, and Staphylococcus aureus) were evaluated. TCEO (0, 0.5, 1, 1.5%) was then added to the LPSM to prepare an edible coating to improve the shelf-life of lamb slices during cold storage (4 °C, 10 days). The physicochemical (pH, moisture content, hardness, peroxide value, and thiobarbituric acid value), microbial (total viable, psychrotrophic, E. coli, S. aureus, and fungi counts), and sensory (color, odor, texture, and overall acceptance) properties of the samples were evaluated during storage period.
Results and discussion: The essential oil with 0.96% extraction yield contained 52.22 mg GAE/g total phenol and 18.43 mg QE/g total flavonoids. The antioxidant activity of TCEO was found to be 357.13 and 312.18 μg/ml based on DPPH and ABTS radical scavenging methods. Based on disc and well diffusion agar tests, S. aureus and P. aeruginosa were the most sensitive and resistant strains to the essential oil, respectively. Increasing the storage time caused a significant increase in the total count of viable bacteria, psychrotrophic bacteria, E. coli, S. aureus, and fungi (p < 0.05); however, this value decreased significantly with the increase in the concentration of the essential oil in the edible coating. Moreover, the use of LPSM-TCEO edible coating inhibited the extensive changes in pH, moisture, peroxide value, and thiobarbituric acid value in lamb slices during storage period.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Thymus carmanicus essential oil
  • Microbial stability
  • Oxidative stability
  • Edible coating
  • Lepidium perfoliatum

مراجع

  1. Zanganeh H, Mortazavi SA, Shahidi F and Alizadeh Behbahani B. 2021. Evaluation of the chemical and antibacterial properties of Citrus paradise essential oil and its application in Lallemantia iberica seed mucilage edible coating to improve the physicochemical, microbiological and sensory properties of lamb during refrigerated storage. J of Food Measurement and Characterization. 15(6): 5556-5571.
  2. Alizadeh Behbahani B and Imani Fooladi AA. 2018. Development of a novel edible coating made by Balangu seed mucilage and Feverfew essential oil and investigation of its effect on the shelf life of beef slices during refrigerated storage through intelligent modeling. J of Food Safety. 38(3): e12443.
  3. Alizadeh Behbahani BA, Noshad M, Jooyandeh H. 2020. Improving oxidative and microbial stability of beef using Shahri Balangu seed mucilage loaded with Cumin essential oil as a bioactive edible coating. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 24: 101563.
  4. Noshad M, Alizadeh Behbahani B, Jooyandeh H, Rahmati‐Joneidabad M, Hemmati Kaykha ME and Ghodsi Sheikhjan M. 2021. Utilization of Plantago major seed mucilage containing Citrus limon essential oil as an edible coating to improve shelf‐life of buffalo meat under refrigeration conditions. Food Science & Nutrition. 9(3): 1625-1639.
  5. Khodaman E, Barzegar H, Jokar A and Jooyandeh H. 2022. Production and evaluation of Physicochemical, Mechanical and Antimicrobial Properties of Chia (Salvia hispanica L.) mucilage-gelatin based Edible Films Incorporated with Chitosan Nanoparticles. J of Food Measurement and Characterization. 16: 3547- 3556.
  6. Tanavar H, Barzegar H, Alizadeh Behbahani B and Mehrnia MA. 2021. Investigation of the chemical properties of Mentha pulegium essential oil and its application in Ocimum basilicum seed mucilage edible coating for extending the quality and shelf life of veal stored in refrigerator (4° C). Food Science & Nutrition. 9(10): 5600-5615.
  7. Koushki MR, Azizi MH, Koohy-Kamaly P and Azizkhani M. 2015. Effect of calcium alginate edible coatings on microbial and chemical properties of lamb meat during refrigerated storage. J of food quality and hazards control. 2(1):6-10.
  8. Samani E.S., Jooyandeh, H. and Alizadeh Behbahani, B. 2022. Shelf-life extension of buffalo meat using Farsi gum edible coating containing Shirazi thyme essential oil. Food Science & Nutrition. 10:1-12.
  9. Eslami, M., Barzegar, H., Nasehi, B. and Noshad, M. 2023. The effect of edible persian gum coating on the shelf life of strawberry fruit. J of Food Science and Technology (Iran). 131 (19): 71-81. (In Persian).
  10. Alizadeh Behbahani B, Falah F, Vasiee A and Tabatabaee Yazdi F. 2021. Control of microbial growth and lipid oxidation in beef using a Lepidium perfoliatum seed mucilage edible coating incorporated with chicory essential oil. Food science & nutrition. 9(5): 2458-2467.
  11. Barzegar, H., Alizadeh Behbahani, B. and Mehrnia, M.A. 2020. Quality retention and shelf life extension of fresh beef using Lepidium sativum seed mucilage-based edible coating containing Heracleum lasiopetalum essential oil: An experimental and modeling study. Food Science and Biotechnology. 29(5): 717-728.
  12. Kiarsi Z, Hojjati M, Behbahani BA and Noshad M. 2020. In vitro antimicrobial effects of Myristica fragrans essential oil on foodborne pathogens and its influence on beef quality during refrigerated storage. J of Food Safety. 40(3): e12782.
  13. Boroujeni LS and Hojjatoleslamy M. 2018. Using Thymus carmanicus and Myrtus communis essential oils to enhance the physicochemical properties of potato chips. Food Science & Nutrition. 6(4): 1006-1014.
  14. Alizadeh Behbahani BA, Shahidi F, Yazdi FT, Mortazavi SA and Mohebbi M. 2017. Use of Plantago major seed mucilage as a novel edible coating incorporated with Anethum graveolens essential oil on shelf life extension of beef in refrigerated storage. International J of Biological Macromolecules. 94:515-526.
  15. Shirani K, Falah F, Vasiee A, Yazdi FT, Behbahani BA and Zanganeh H. 2022. Effects of incorporation of Echinops setifer extract on quality, functionality, and viability of strains in probiotic yogurt. J of Food Measurement and Characterization. 21:1-9.
  16. Barzegar, H., Jooyandeh, H. 2022. Evaluation of total phenol and flavonoids, antioxidant potential and antimicrobial activity of sage extract on some Gram-positive and Gram-negative bacteria “in vitro”. J of Food Science and Technology (Iran). 125 (19): 195-203. (In Persian)
  17. Falah F, Shirani K, Vasiee A, Yazdi FT and Behbahani BA. 2021. In vitro screening of phytochemicals, antioxidant, antimicrobial, and cytotoxic activity of Echinops setifer extract. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 35:1-6.
  18. Namazi, P., Barzegar, H., Alizadeh behbahani, B. and Mehrnia, M. A. 2021. Evaluation of functional groups of bioactive compounds, antioxidant potential, total phenolic and total flavonoid content of red bell pepper extracts. J of Food Science and Technology (Iran). 18 (113): 301-311. (In Persian)
  19. Khalili, A., Barzegar, H., Alizadeh Behbahani, B. and Noshad, M. 2022. Evaluation of antioxidant and antimicrobial activity of Ziziphus nummularia leaf extract: In Vitro. Iranian J of Infectious Diseases. 27 (97): 1-9. (In Persian)
  20. Alizadeh Behbahani, B., Tabatbaie Yazdi, F., Heydari Sourjani, M. and Mortazavi, A. 2014. Investigating the antimicrobial effect of aqueous and ethanolic extracts of Satureja bachtiarica on Gram-positive and Gram-negative bacteria: In Vitro. Iranian J of Infectious Diseases. 19(64): 13-19. (In Persian).
  21. Noshad, M., Alizadeh Behbahani, B. and dehghani, S. 2020. Evaluation of the effect of aqueous and ethanolic extraction methods on extraction yield, phenolic compounds, and antioxidant and antimicrobial activity of Stachys schtschegleevii extract. J of Food Science and Technology (Iran). 17 (100): 117-125. (In Persian)
  22. Shahidi, F., Tabatabaie Yazdi, F., Alizadeh Behbahani, B., Norouzi, R. and Vasiei A. 2019. Investigating the antibacterial effect of Sheng plant extract on Staphylococcus epidermidis, Bacillus subtilis, Escherichia coli and Salmonella typhi in laboratory conditions. Iranian J of Infectious Diseases. 24(84): 1-10. (In Persian)
  23. Jouki, M., Mortazavi, S.A, Tabatabaie Yazdi, F., Koocheki, A. and Khazaei, N. 2014. Use of quince seed mucilage edible films containing natural preservatives to enhance physico-chemical quality of rainbow trout fillets during cold storage. Food Science and Human Wellness. 3(2):65-72.
  24. Pabast, M., Shariatifar, N., Beikzadeh, S. and Jahed, G. 2018. Effects of chitosan coatings incorporating with free or nano-encapsulated Satureja plant essential oil on quality characteristics of lamb meat. Food Control. 91:185-192.
  25. Ang LZ, Hashim R, Sulaiman SF, Coulibaly AY, Sulaiman O, Kawamura F and Salleh KM. 2015. In vitro antioxidant and antidiabetic activites of Gluta torquata. Industrial Crops and Products. 76: 755-760.
  26. Mancini E, Senatore F, Del Monte D, De Martino L, Grulova D, Scognamiglio M, Snoussi M and De Feo V. 2015. Studies on chemical composition, antimicrobial and antioxidant activities of five Thymus vulgaris L. essential oils. Molecules. 20(7): 12016-12028.
  27. Mohan CO, Ravishankar CN, Lalitha KV and Gopal TS. 2012. Effect of chitosan edible coating on the quality of double filleted Indian oil sardine (Sardinella longiceps) during chilled storage. Food hydrocolloids. 26(1): 167-174.
  28. Heydari S, Jooyandeh H, Alizadeh Behbahani B and Noshad M. 2021. The impact of Qodume Shirazi seed mucilage‐based edible coating containing lavender essential oil on the quality enhancement and shelf life improvement of fresh ostrich meat: An experimental and modeling study. Food Science & Nutrition. 8(12): 6497-6512.
نشریه فرآوری و نگهداری مواد غذایی
دوره 15، شماره 2
تیر 1402
صفحه 1-18

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار