IJFS 国际食品科学杂志》上 2314 - 5765 2356 - 7015 Hindawi 10.1155 / 2017/8070515 8070515 研究文章 商业的有效性乳酸菌志贺干预应用于抑制产毒<我talic> 大肠杆菌对冷藏Vacuum-Aged牛肉 樱桃酒 凯蒂·R。 1 Tolen Tamra N。 2 哈德逊 杰西卡·C。 1 http://orcid.org/0000 - 0002 - 7538 - 8391 卡斯蒂略 亚历杭德罗 2 格里芬 戴维 3 http://orcid.org/0000 - 0003 - 4191 - 5285 泰勒 t·马修 2 沃尔什 玛丽 1 营养与食品科学的部门 德州农工大学 学院站 TX 美国 tamu.edu 2 美国动物科学 德州农工大学 学院站 TX 美国 tamu.edu 3 美国动物科学 德州农工大学生态农业的扩展 学院站 TX 美国 tamu.edu 2017年 23 5 2017年 2017年 12 12 2016年 17 03 2017年 03 05年 2017年 23 5 2017年 2017年 版权©2017凯蒂·r·基尔希et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

因为他们的敌对活动对致病性和腐败细菌、乳酸菌的一些成员(实验室)评估biopreservatives用作食物。本研究的目的是评估商业实验室的抗菌效用干预与O157 non-O157产志贺毒素<我talic> 大肠杆菌(STEC)完整的牛肉条腰在冷冻真空老化并确定干预有效性的函数的干预模式的应用程序。Prerigor带腰注射鸡尾酒(<我nline-formula> 8.9 ± 0.1 日志10CFU / rifampicin-resistant(100.0毫升)<我talic> μg / ml;<我nline-formula> R 我 f R )O157和non-O157 STEC。接种的腰被冷冻≤4°C和处理<我nline-formula> 8.7 ± 0.1 日志10CFU /毫升实验室干预使用加压罐空气喷雾器(传统应用程序)或air-assisted静电喷雾器(ESS)。幸存的STEC枚举在胰蛋白酶的大豆琼脂补充了100.0<我talic> μg / ml利福平(沙皇)来确定STEC抑制作为干预的函数使用方法(常规,ESS)和冷藏熟化期(14日,28天)。干预应用STEC减少了0.4的日志10CFU /厘米2(<我nline-formula> p < 0 。 05年 ),尽管应用方法不影响STEC减少(<我nline-formula> p > 0 。 05年 )。数据表明,实验室biopreservative可能协助牛肉安全防护时利用multi-intervention牛肉中的收获,制造和衰老过程。

 国家粮食和农业研究所,美国农业部 2012-68003-30155 1。介绍

估计有175905产志贺毒素<我talic> 大肠杆菌(STEC)食源性疾病病例发生在美国,每年non-O157 STEC被报道的病原体在64.1%的情况下 1]。美国农业部食品安全及检验局(USDA-FSIS)宣布原始nonintact牛肉,以及完整的牛肉加工成nonintact牛肉,如果发现阳性掺假<我talic> 大肠杆菌属于种O26, O45、O103 O111, O121 O145和/或O157 [ 2]。牛作为水库STEC的 3- - - - - - 5];根除这些病原体从牛肉供应链仍然是一个挑战。化学食品安全干预措施如乳酸、过氧乙酸、氯通常用于减少和/或消除腐败和致病菌从牛肉表面 6- - - - - - 8]。然而,消费者对自然或最低限度的需求加工食品( 9, 10)表明需要替代牛肉安全干预措施( 11]。

乳酸菌(实验室),作为一种biopreservative,据报道是有用的防止致病微生物的生长在肉类产品 12, 13),并在某些情况下分为通常被认为是安全的(肝)用于nonintact,整个肌肉削减或尸体,即食肉类( 14, 15]。这些生物对抗其他细菌,包括人类病原体,通过竞争营养物质和/或附件网站,生产抗菌代谢物(如reuterin、双乙酰和脂肪酸),细菌素(如乳酸链球菌肽,pediocin)和弱有机酸(如乳酸、乙酸) 16, 17]。先前的研究已经探讨了抑制机制的具体保护文化抑制的实验室的成员<我talic> 大肠杆菌O157: H7肉( 13, 18- - - - - - 25]。然而,到目前为止很少数据发布详细的抗菌疗效实验室食品安全干预措施对抑制成员non-O157 STEC的新鲜牛肉在储存和处理前零售。因此,本研究的目标是(我)评估商业实验室biopreservative的功效(LactiGuard™,卫报食品技术,LLC Overland Park, KS)八STEC的抑制血清型在牛肉subprimals冷冻真空老化和(2)确定干预应用程序模式(传统的喷雾,静电喷雾(ESS))影响抗菌功效。

 2。材料和方法 2.1。细菌培养的维护

Rifampicin-resistant (<我nline-formula> R 我 f R )STEC包括O157菌株和6 o属non-O157 STEC命名为添加剂在原始nonintact牛肉 2),而<我talic> 大肠杆菌O104: H4(2011欧洲爆发的发芽)(STEC8),提供的是j·b·Luchansky博士(美国农业研究服务,位于宾州怀因特摩尔市,PA,美国)(表 1)。文化复兴和维护程序完成后根据先前的方法( 26]。隔离的工作文化是由转移文化的铂环量胰蛋白酶的大豆琼脂(TSA;Becton, Dickinson和有限公司,火花,医学博士,美国)偏到10毫升无菌大豆胰蛋白酶的肉汤(TSB)和孵化静态35°C的18 - 24 h。每个隔离单独亚文化通过接种50毫升无菌TSB补充0.1% (w / v)利福平(Sigma-Aldrich,圣路易斯,密苏里州,美国)与一个铂环量的新鲜文化和孵化静态35°C的18 - 24 h。立即使用之前,STEC隔离的鸡尾酒是由50毫升的文化移植到一瓶校准模糊(以前是通过浸泡在70%乙醇消毒5分钟之后,一式三份和无菌蒸馏水冲洗)。目标STEC培养液的浓度为9.0日志10CFU /毫升,由连续稀释0.1%蛋白胨水(Becton, Dickinson和Co .)和传播与100年TSA补充<我talic> μg / ml利福平(沙皇)。殖民地枚举孵化后的35°C 18 - 24 h。剂制备过程完成提供nondiffering计数每个八的<我talic> 大肠杆菌隔离通过混合等效卷到一起混合接种瓶子,彻底隔离应用程序之前。隔离是准备接种方法之前发表的Kirsch et al。 26)报道称,STEC隔离与那些用在当前的研究中能够实现非统计性不同计数后24小时孵化在35°C营养的介质。<我nline-formula> R 我 f R 生物体在当前研究中使用以前相比antibiotic-sensitive父母宽容常见食品安全干预措施包括加热、乳酸曝光,和高压力,与父母之间没有在统计上有显著差异的幸存者和突变体( 27]。

产志贺毒素<我talic> 大肠杆菌隔离标识和来源。

STEC血清型 隔离标识<我nline-formula> 一个 源
O104: H4 写明ATCC baa ty - 2482 - 178 人类的粪便
O157: H7 USDA-FSIS 380 - 94 意大利蒜味腊肠隔离
O26: H11 H30 腹泻的婴儿
O103: H2 疾病预防控制中心90 - 3128 人类的粪便
O45: H2 疾病预防控制中心96 - 3285 人类的粪便
O145:纳米 83 - 75 人类的粪便
O111: H - jb1 - 95 临床分离
O121:段H19 疾病预防控制中心97 - 3068 人类的粪便

一个 隔离是由Luchansky博士(USDA-Agricultural研究服务,位于宾州怀因特摩尔市,PA)。

商业biopreservative LactiGuard由包含一套manufacturer-described冻干粉末<我talic> 乳酸菌,<我talic> Lactococcus,<我talic> 片球菌属spp。立即使用之前,暂停LactiGuard准备通过结合7.5克(11.0日志10CFU / g)的每一个生物体(4)为3.0升的无菌水的浓度8.4日志10CFU /毫升。实验室数字抗菌暂停应用程序之前牛肉表面被列举在德曼,验证Rogosa,夏普(夫人)乳酸杆菌琼脂(Becton, Dickinson和有限公司)与硫酸链霉素(40补充<我talic> μ梭伦,g / ml, Amresco哦,美国),苯唑西林钠(0.4<我talic> μg / ml, Chem-Impex Int, Inc .)、木戴尔,,美国)和硫酸庆大霉素(5<我talic> μg / ml, Amresco),按照干预供应商的说明书。殖民地被枚举厌氧培养48 h后35°C。

 2.2。肉准备和接种

Prerigor牛肉条腰被获得联邦政府检验机构在德克萨斯州和收获2 h内的动物死亡。一旦收集,每个带腰被转移到一个聚乙烯袋,裹着热毛毯(EverReady急救,布鲁克林,纽约,美国)热损失降到最低。牛肉片在绝缘冷却器立即运送含有激活即时热敷(美国纽约Dynarex, Orangeburg)一个德克萨斯A&M生态农业研究机构保持BSL-2实验室位于30分钟车程的牛肉屠宰建立接种条腰尽快收集后(模拟prerigor尸体牛肉收获期间的交叉污染)。设施,准备剂应用喷雾瓶主要是25 - 31厘米,肉上面申请的三个泵的培养液(1.0 - -1.5 ml /泵)上的精益一边带腰表面。包含接种的包带腰被关闭拉链领带和hand-tumbled 1分钟分发培养液对牛肉的表面。牛肉片举行25°C为接种体附件30分钟,加载到第二个聚丙烯袋,放置在绝缘冷却器包含冷冻冰袋发起不寒而栗。冷却器被运送到了食品微生物实验室(德州农工大学)在8 h(接种和细菌附件。回国后,袋装的腰被从冷却器和放置在货架上一层在4°C冷藏室,直到完全冷却24小时过去。

 2.3。干预应用牛肉

冷却后,接种牛肉条腰准备干预应用程序(在生物安全二级[BSL2]控制)和样本分析。治疗应用程序之前,无菌肉钩插入到末端的带腰和腰挂精益方面面临着向外喷雾模型内阁(Birko Corp .)、纪念、有限公司、美国)。每一块被随机分配到治疗:(a)传统spray-applied LactiGuard [25°C 100年代在310 kPa, 1.7毫升/分钟流量);(b) ESS-applied LactiGuard [25°C 120年代在207 kPa);或(c) STEC-inoculated,未经处理的控制。ESS应用程序都使用一个XT-3 air-assisted ESS喷雾器(静电喷涂方案,Inc . Watkinsville,乔治亚州,美国)向≤−10安培的流量2.1毫升/秒,而传统的喷雾应用程序实现了用一个手持,加压油箱空气喷雾器(综述,Marysville——哦,美国)的流量1.7毫升/秒。干预是喷约90厘米的条腰表面全面水平曲折的运动。带腰被插入的商用级真空袋(氧透射率:≤50厘米3/ m2* 24小时* 0.1 MPa;韦斯顿,Strongville哦,美国)和包装在一个真空封口机。带腰被安排在一层和存储在4°C 14或邮资抽样前28天。

 2.4。采样和微生物分析

为了追踪肉pH值的变化作为干预程序的函数,外部pH值的个人带腰测量一式三份使用ExStik®pH值和温度仪(美国NH Extech仪器公司,纳舒厄)STEC接种前后,实验室之前和之后的干预治疗,14至28天之后再次冷冻真空老化。微生物取样、三10厘米2精益组织表面的轮廓都使用flame-sterilized不锈钢钻,切除1 - 2毫米的深度使用flame-sterilized手术刀和镊子,并合成到一个无菌兜包袋。样品被密封和运输在绝缘冷却器挤满了冰食品微生物实验室进行分析。牛肉样本化验加入99毫升磷酸缓冲盐(PBS;Sigma-Aldrich Co .)每个样品袋,打击兜包1分钟,连续在0.1%蛋白胨水稀释,在适当的介质和传播。LactiGuard实验室枚举在琼脂夫人补充上述抗生素和厌氧孵化前48小时35°C菌落计数。<我nline-formula> R 我 f R STEC传播在沙皇和殖民地枚举在35°C孵化后24 h。

 2.5。统计分析

实验完成后通过两个复制(一式三份相同的样品进行<我nline-formula> N = 6 )。所有统计分析使用JMP Pro v11.0 (SAS研究所有限公司、卡里、数控、美国)。殖民地数量转化为日志10CFU /厘米2;电镀化验检测极限是0.5日志10CFU /厘米2。差异主要影响(真空老化时间和biopreservative干预应用方法(控制,传统的喷雾,ESS))以及它们之间的交互通过方差分析(方差分析)<我nline-formula> p = 0.05 。统计差异意味着分离图基的诚实的显著差异(HSD)多个对比测试(<我nline-formula> p < 0.05 )。

 3所示。结果与讨论

模拟在动物屠宰前干预商业应用程序交叉污染,牛肉条腰2 h内收集动物屠宰和尽快接种。STEC培养液液包含<我nline-formula> 8.9 ± 0.1 日志10CFU /毫升之前应用牛肉表面;STEC接种的人群带腰保持不变在冷藏运输食品微生物实验室前处理(表 2)。虽然控制条腰(STEC-inoculated,未经处理的)处理相同的那些受到实验室干预治疗,STEC数字枚举冷却后,从参与(<我nline-formula> 6.6 ± 0.1 日志10CFU /厘米2)在统计学上低于intervention-treated样品(<我nline-formula> 7.2 ± 0 。 1 日志10CFU /厘米2)(<我nline-formula> p < 0.05 )(表 2)。这是意想不到的;作者是不确定的,这背后的原因(s)观察STEC计数控制和其他样本之间的差异最终处理实验室。

最小二乘意味着细菌种类的牛肉条腰(日志10CFU /厘米2岁)接受实验室和真空在4°C。

目标生物 实验过程阶段<我nline-formula> 一个 p 价值
Postinoculation Postchilling 治疗后的 14天的老化 28天的老化
控制<我nline-formula> b 6.7 6.6 - - - - - - 6.6 6.3 0.4047
STEC<我nline-formula> c - - - - - - 7.2 6.8 b 7.1 ab 6.7 b 0.0151
乳酸菌(实验室<我nline-formula> d ) - - - - - - - - - - - - 6.5 6.2 b 6.1 b 0.0124

一个 值最小二乘方法从两个复制一式三份样本在每个复制(<我nline-formula> n = 6 )。行中的意味着缺乏相同大写字母(a, B)不同<我nline-formula> p = 0.05 图基的诚实的显著差异(HSD)多个对比测试。<我nline-formula> b 控制显示从STEC-inoculated STEC计数,参与牛肉条腰。STEC枚举在胰蛋白酶的大豆琼脂补充了100.0<我talic> μ克/毫升(沙皇)48 h后孵化35°C。<我nline-formula> c STEC表示STEC意味着从带腰处理实验室喷雾剂或ESS干预。STEC枚举在胰蛋白酶的大豆琼脂补充了100.0<我talic> μ克/毫升(沙皇)48 h后孵化35°C。没有检测到显著差异STEC计数作为干预的函数应用喷雾剂和ESS;项生物因此编译的应用程序方法;<我nline-formula> d 实验室表示数字的实验室枚举intervention-treated带腰(喷雾剂,ESS)。在实验室数量没有显著差异检测作为干预的函数应用喷雾剂和ESS,项生物被编译的应用程序的方法。实验室从biopreservative LactiGuard实验室枚举在德曼,Rogosa,夏普(夫人)与硫酸链霉素(40琼脂补充<我talic> μ苯唑西林钠(0.4 g / ml)<我talic> μg / ml)和硫酸庆大霉素(5<我talic> μg / ml),按照制造商的指导。

表 2礼物幸存的数量STEC和实验室带腰后立即治疗期间在4°C真空老化。微生物分析数据确定干预的方法应用程序(传统的喷雾,ESS)没有影响实验室数据恢复治疗牛肉条腰(<我nline-formula> 6 。 5 ± 0 。 1 日志10CFU /厘米2)。同样,STEC数字处理带腰没有差别的函数的模式实验室应用方法(<我nline-formula> p ≥ 0.05 )。然而,STEC数字biopreservative-treated带腰干预应用程序不同的治疗前后对STEC计数带腰和后处理老化时期(<我nline-formula> p = 0.015 )(表 2)。应用实验室到牛肉条腰导致STEC的减少<我nline-formula> 0 。 4 ± 0 。 1 日志10CFU /厘米2(<我nline-formula> p < 0.05 )。一次治疗,subprimals分别是真空包装,在4°C 14岁或28天。14天治疗后,STEC数字增加到7.1日志10CFU /厘米2和没有不同于STEC数量干预后立即得到应用。相反,在真空冷冻老化28天,STEC计数(<我nline-formula> 6 。 7 ± 0 。 1 日志10CFU /厘米2)明显低于预处理手段(<我nline-formula> p < 0 。 05年 ) 。在14天的真空冷冻老化,实验室数据处理带腰表面从后处理程序计数下降到6.2的日志10CFU /厘米2,但未发现进一步实验室数量的变化在28天(<我nline-formula> p ≥ 0.05 )(表 2)。总的来说,减少STEC计数后干预应用和冷藏老化是温和的和不太可能重要的抗菌意义。

结果从先前的研究评估实验室biopreservatives对抗病原体的抗菌活性对牛肉产品混合对病原体减少的结果。史密斯等人<我talic> 。( 22]接种牛肉5.0日志10CFU /克<我talic> 大肠杆菌O157: H7和7.0日志10实验室的CFU / g (<我talic> 嗜酸乳杆菌51株NP, NP 25, NP 7,和NP 3)然后存储产品在5°C下真空长达5天前分析病原体的生存。与未经处理的控制相比,<我talic> 大肠杆菌O157: H7牛肉治疗是减少> 3.0的日志10CFU / g制冷后5天(<我nline-formula> p < 0 。 0 5)。Echeverry et al。 28),相反,报告说<我talic> 大肠杆菌O157: H7接种在冷藏带腰(5.0日志10CFU /厘米27.7)组成的喷雾处理日志10CFU /毫升实验室保持不变在冷冻真空老化超过21天,类似于报告的结果。最后,先前的研究已经报道,减少<我talic> 大肠杆菌O157: H7对牛肉与实验室干预治疗后是实验室独立的数据应用,没有差异<我talic> 大肠杆菌O157: H7数字孵化后观察到的( 29日]。在最近的研究中,实验室和STEC的数量几乎相当于整个冷藏老化周期,实验室还不施加强大的病原体抑制活动(表 2)。这可能是由于有机酸的生产可发酵糖水平不足,缺乏足够的氧气生产过氧化物,或其他意外因素。最后,没有努力不同计数幸存STEC intervention-treated或控制条腰尝试实验期间,禁止作者从决定STEC培养液的一些成员被抑制或多或少比其他培养液成员区段。虽然Kirsch et al。 26]报道STEC菌株的不同形态特征与所使用的那些选择性/微分媒体,它是指出,STEC隔离不是轴承好隔离是经常被误认选择性/微分镀介质表面。枚举的总生存STEC培养液将主要产量计数STEC隔离最宽容的抗菌药物干预,尽管量化任何差异在抑制个人STEC隔离杜绝。

意思是表面的酸碱值带腰立即接种前为6.2±0.1,当pH值后肉接种,接种的产品拒绝降温<我nline-formula> 5.8 ± 0.1 (<我nline-formula> p < 0 。 05年 )(数据未显示)。而应用实验室常规干预加压喷雾器和ESS没有产生在统计上有显著差异的肉表面的pH值、表面的pH值显著降低处理应用程序(实验室,控制)14天的冷冻真空储存(<我nline-formula> 5.4 ± 0.1 )(<我nline-formula> p < 0 。 05年 )。增高无统计学意义的小肉表面的pH值下降之间观察到发生14天、28天的冷藏vacuum-aged地带腰(<我nline-formula> 5.3 ± 0.1 )(<我nline-formula> p > 0 。 05年 )(数据未显示)。这些pH值下降镜同样冷冻和vacuum-aged冷藏牛肉在其他研究人员确定LAB-driven牛肉肉pH值下降在冷冻老化( 30.- - - - - - 32]。STEC的抑制实验结果被认为主要从生产有机酸( 33]。然而,暴露于亚致死的压力(冷藏,碳水化合物限制)可能有酸发酵产量有限的实验室 34, 35]。数据表明内源碳水化合物的酸发酵应用实验室是不足以产生更大程度的病原体抑制比。本研究调查商业实验室食品安全的功效biopreservative干预抑制增长8 O157 non-O157 STEC隔离在牛肉条腰冷冻真空老化。STEC人数减少后治疗和STEC种群对牛肉条腰后28天的老化是低于预处理。然而,减少病原体很小(< 1.0的日志10母)。虽然没有唯一可能有效抗菌药物干预牛肉安全防护,biopreservative食品安全干预措施,诸如LactiGuard可以被利用来获得有用的减少STEC当集成到一个牛肉安全保护在牛肉multi-intervention过程收获和新鲜的牛肉产品制造。

 信息披露

凯蒂·r·基尔希目前归属如下:流行病学和生物统计学,德州农工大学健康科学中心公共卫生学院。资金来源没有任何作用,实验的设计,实验完成或数据分析,和手稿准备或提交。卫报食品技术,LLC在实验设计没有任何作用,研究完成,或手稿准备/提交。

 的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

 确认

这种材料是基于工作支持的国家粮食和农业研究所,美国农业部农业和食品研究竞争性赠款项目,在合同没有。2012-68003-30155。作者感谢约翰Luchansky博士,美国农业部农业研究服务,提供STEC隔离。作者表达感谢阿甘米切尔博士,昆虫学,德州农工大学生态农业研究,获取BSL-2防护设施完成牛肉接种。作者感谢加里Acuff博士和德州农工大学食品安全中心访问BSL-2防护设施完成牛肉干预应用程序。LactiGuard被监护人捐赠食品技术有限公司(美国KS Overland Park)。作者感谢杰森·索耶博士Tarleton州立大学的斯蒂芬维尔,TX,提供技术援助。

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