的抑制作用乳杆菌FL75和明串珠菌属mesenteroidesFL14对西红柿果汁发酵食源性病原体在人为的污染

文摘

番茄和西红柿食物为主含有有益微生物和各种有机酸,具有重要的营养价值对人类。本研究的目的是访问西红柿果汁发酵的生化的特性和评估乳酸菌的竞争力(实验室)单核细胞增多性李斯特氏菌,英诺克李斯特菌,沙门氏菌人为污染番茄汁spp。。微生物计数(实验室、真菌沙门氏菌spp。,李斯特菌spp)进行后发酵和每周在存储。不同有机酸(乳酸、琥珀酸和乙酸)和乙醇也监控使用高效液相色谱方法。颜色参数也被确定。结果显示增加了乳酸和醋酸内容,在果汁接种发酵和储存乳杆菌和明串珠菌属mesenteroides在25°C。此外,柠檬酸和乙醇显示较高含量的存储相比,注册在4°C。西红柿果汁的pH值从一个初始值下降4.5到3.2以下。旁边,食源性病原体人口显著抑制番茄果汁当样本coinoculated实验室菌株。此外,抑制沙门氏菌物种是更快的比李斯特菌。四个星期后存储在4°C,磅杆菌和信用证。mesenteroides显示高存活率,而致病性细菌,酵母,霉菌细胞数量显著减少污染瓶。这项工作的效率磅杆菌和信用证。mesenteroides作为潜在的初学者开发营养和安全的番茄汁发酵产品。

1。介绍

西红柿是蔬菜的一个主要在全世界广泛使用,在新鲜的或加工形式,包括罐头、晒干的西红柿、果汁、番茄酱、番茄泥、酱汁,汤(1]。西红柿汁都被他们的人类重要的营养价值(低胆固醇、纤维和蛋白质,维生素等β胡萝卜素、钾和番茄红素,高含量的抗氧化剂)[2]。新鲜的西红柿、葡萄、莴苣、桃子、辣椒、菠菜、豆芽,自然是殖民大的微生物种群。病原体(例如,l . monocytogenes大肠杆菌,和沙门氏菌spp。)这些人口的一部分,可能会引起食物中毒,吃生产品(3]。然而,新鲜番茄的矩阵包含原地有益微生物(例如,磅杆菌,Lc。mesenteroides),这可能与病原体和确保延长保质期4,5]乳酸菌杆菌的以及其他实验室被广泛用于biopreservation不同的食品矩阵(6]。果汁中糖含量有利于微生物增殖和常见的食源性病原体,这可能会影响果汁的质量(7]。发酵利用实验室作为起动器进行酸化,(8),导致pH值的减少和生产乳酸的9]。除此之外,它提高了营养、流变和感官性状的水果(10]。产生的有机酸(乳酸和醋酸)可能有抗菌效果,因此这将取决于其pK值(离解常数)和外部介质的pH值(11]。大多数水果和蔬菜的低pH值降低腐败微生物群,此外,它有利于实验室和真菌的生长12]。在发酵过程中微生物作为益生菌的水果和蔬菜是公认的营养成分,为了他们的健康利益13]。然而,热处理工艺(70°C, 10分钟)破坏细菌,并能灭活酶(14]。乳酸菌在发酵过程中有机酸生产的影响,从糖的新陈代谢15]。最紧张的乳杆菌对真菌和腐败微生物活动,为了防止粘连,机构,和入侵enteropathogens如沙门氏菌和李斯特菌(16]。粮食及农业组织(粮农组织)联合国和世界卫生组织(世卫组织),如果休息李斯特菌数不超过100 CFU / g在消费的时候,食物是可以接受的(17]。保存蔬菜果汁的益生菌菌株bioproducts的细化是一个重要的技术和传统食物18]。

这项工作的目标是(我)评估在发酵过程中产生的代谢物和存储的西红柿汁,(2)执行微生物分析和实验室作为起动器的可行性,和(3)测试实验室对食源性病原体的敌对活动人为污染瓶。

2。材料和方法

2.1。取样和制备和番茄汁发酵

新鲜的西红柿(Lycopersicon esculentum)从当地市场购买(葡萄牙)和被送往实验室进行实验分析。

番茄果实种子用自来水洗净,以及皮肤被移除。然后,水果被传统均相搅拌器(三角胸衣混合®CC点击清洁®),在室温下8分钟。一百毫升的西红柿果汁是分布在200毫升瓶和蔗糖添加1 g。西红柿汁在烤箱加热5分钟在70°C (4]。起动器压力(磅杆菌FL75和信用证。mesenteroidesFL14)使用隔绝自然发酵的番茄果实(实验室微生物和活性生物分子LMBA,突尼斯)。协议处理和存储的西红柿果汁中描述表1。乳杆菌FL75和信用证。mesenteroidesFL14涨跌互现,接种起动器(4% v / v)西红柿果汁导致初始细胞数量的10¹¹和10⁹分别CFU /毫升。

此外,果汁样本接种病原体包括混合的年代。沙门氏菌感染写明ATCC 14028,年代。Enteriditis写明ATCC 13076,年代。Braenderup H9812 [19)或混合l . innocua2030 c(文化集合葡方de Biotecnologia ESB)l . monocytogenesL7946 [20.10)的最终浓度⁶CFU /毫升。控制样本只接种的混合李斯特菌和沙门氏菌物种,分别。在表的详细过程1。12个样本制备和储存在4°C和25°C所描述为30天(4]。

接种果汁和控制样本的增长和可行性分析菌株发酵和7点后,14日,21岁,28天的存储。同时,理化分析和颜色进行测定。

2.2。微生物分析

在发酵过程中可行的细胞被确定后,每周的西红柿果汁。一毫升的番茄汁是均质在9毫升的振铃器解决方案(实验室米)。汁制备连续稀释在振铃器解决方案和完成数量在不同琼脂媒体:平皿计数琼脂(PCA) (21)是用于总项有氧嗜中温(30°C 48 h);玫瑰红氯霉素(RBC)是用于真菌和酵母(25°C 5天),修改后的半固体Rappaport-Vassiliadis琼脂(MRSV)被用于沙门氏菌种虫害和牛津琼脂李斯特菌spp。(37°C 48 h)根据Stratakos et al。22)和德Man-Rogosa-Sharpe琼脂(夫人)乳酸菌(30°C 48 h - 72 h)。

2.3。理化分析

2.3.1。pH值测定、碳水化合物、有机酸、抗坏血酸、琥珀酸、乙醇

pH值的水平是决定在每周使用Crison微发酵的pH值2002酸碱计(Crison,巴塞罗那,西班牙),配备了一个427年实验室穿刺电极(梅特勒-托利多,哥伦布,哦,美国)。

离心后的西红柿果汁(8877×g, 10分钟,4°C;Rotina 35 r, Hettich德国)2毫升的上层清液过滤是一个获得0.20μm一次性注射器过滤器。滤液分析了高效液相色谱法(HPLC)配有紫外检测器在210 nm,使用Shim-pack scr - 101 h列(7.9毫米×30厘米)。不同的化合物例如果糖和葡萄糖的浓度,非易失性酸(柠檬酸、乳酸和抗坏血酸),乙酸和乙醇测定。分析30°C通过使用100毫米高氯酸作为洗脱液0.6毫升/分钟的流量样本体积为0.02毫升。乳酸和柠檬酸被比较保留时间的一个真正的标准对应每一酸。浓度确定使用校准曲线得到不同浓度的标准样品在相同的条件下用于样品分析。试验是在重复执行根据法拉利等人和巴博萨et al。23,24]。

2.3.2。颜色测量

颜色测量每个样品进行发酵期间每周西红柿果汁。在CIE测量进行(委员会国际歌de L 'Eclairage)实验室颜色,使用柯尼卡美能达cr - 300浓度计(柯尼卡美能达、东京、日本)色度计。颜色参数的分析包括评估L ,一个 ,和b 。l价值衡量的轻盈的样本,从0(黑色)到100(白色)红(+之间的不同 )和绿色(- a ),和b黄色(+ b之间不等 )和蓝色(- b )颜色空间。三色为每个样品进行了测量。色度值的计算,表明颜色强度和饱和(浓度= (2 + b2)^(1/2)和色调的角度,衡量了中间调,阴影(色相角= tan-1 (b/一个 )(25]。

3所示。结果与讨论

3.1。微生物分析

细胞计数之间的实验室范围10⁸和10¹¹在发酵(图CFU /毫升1)。此外,实验室项西红柿果汁的接种菌株信用证。mesenteroides和磅杆菌期间保持较高的头几个星期,直到21天的存储。结果是穆萨维获得的类似et al。26]。细胞生存能力获得初的西红柿汁发酵接种实验室高于控制样本。

快速增长的乳酸菌在西红柿果汁是有利的,因为有有机酸的生产,导致快速发酵期。的佩雷拉et al。27),番茄汁接种磅杆菌和信用证。mesenteroides显示高生产有机酸与控制样本的条件。乳酸在果汁和低pH值影响的可行性实验结束时存储在4和番茄汁发酵样品25°C。这个结果证实了代谢的影响磅杆菌和信用证。mesenteroides用作西红柿果汁起动酸化。高pH值的控制样本可能是由于原地乳酸杆菌的发生酸化效果较低的权力。此外,高pH值的控制样本可能是由于模具的表面的发展导致酸化和脱氨酶活动的损失也报道了Merchesini等人或Sunesen Stahnke [28,29日]。酵母菌和霉菌的数量逐渐增加从14天的发酵接种和控制番茄果汁。然而,在果汁接种磅杆菌FL75和信用证。MesenteroidesFL14,腐败酵母菌和霉菌的细胞密度明显低于发现样本中经常受到自然发酵(控制),表明实验室作为起动器的抗真菌作用。这些结果也类似于其他研究发酵食品(30.)或食物保藏(31日,32]。Antilisterial活动由实验室(磅杆菌和信用证。mesenteroides)coinoculated西红柿果汁是检测到的增长率递减李斯特菌发酵结束时,其总抑制一个星期后(图的存储条件2)。这种行为时也被观察到磅杆菌单独接种,完全抑制的区别李斯特菌获得了两周后在4°C的存储。然而,当西红柿果汁注射信用证。mesenteroides观察,总抑制只有25°C的储存条件,两周后。这样的生存能力在储存温度上的差异可能由于减少增长率和次生代谢产物释放在4°C。此外,完全抑制李斯特菌控制样品没有被观察到。只有减少到2.1 CFU /毫升25°C。结果突出初学者的使用和选择的重要性和有效性的磅杆菌相比信用证。mesenteroides在抑制李斯特菌人口。因为它被阿尔维斯等人之前报道,et al。阿尔巴诺33,34),antilisterial活动是由于实验室的影响,发酵后显示可行性率高,在存储(图2)。

同样,监测沙门氏菌生存在受污染的番茄汁透露,实验室数增加时,细胞计数的沙门氏菌减少存储后,在4和25°C为28天。控制样品,沙门氏菌数量也逐步降低在存储在4°C和略不同于观察到样品保持在25°C(图3),建议参与各种抗菌化合物(醋酸和乳酸,过氧化氢(H₂O₂),细菌素)。这个结果是根据那些通过李et al。(35实验室对),显示在敌对的影响沙门氏菌。这些发现证实了法获得的观测等。Brillet et al。和Budde et al。36- - - - - -38),建议选择实验室作为发酵剂的应用允许快速增长速率在不同温度下发酵产品。实验室数量迅速增加初发酵,使pH值降低,由于代谢活动抑制病原体的实验室。

3.2。理化分析

结果表明,pH值的演变在西红柿果汁是相似的储存条件在4°C和25°C(图4)。pH值下降逐渐从初始值4.2至3.6,和3.4 7天之后后28天,而控制样本显示略高pH值相比,接种样本。西红柿果汁接种的pH值磅杆菌FL75变化从4.2到3.38后14天的存储在4°C,略有增加到3.55后21天。这一发现是在协议与类似研究报道Georgieva et al。39]。高pH值的控制样品和所有样本接种后14天的存储可能是由于模具的发生。此外,coinoculated样本磅杆菌FL75和信用证。mesenteroidesFL14显示较低的pH值在所有样本分析。有机酸积累确认实验室的强酸化活动作为起动器,由Di Cagno所得结果一致et al。10]。

浓度的柠檬酸、L-ascorbic酸和琥珀酸减少所有西红柿果汁进行自然发酵和starter-fermented西红柿汁(数字5和6)。从176 mg / l L-ascorbic酸含量减少到46.43 mg / l。除了琥珀酸含量范围为2.7 g / l和1.12 g / l西红柿果汁接种信用证。mesenteroidesFL14期间存储在4°C,一致埃尔南德斯等。40]。

抗坏血的退化,琥珀,柠檬酸是更迅速在存储25°C相比4°C(数字5和6)。这是由于使用柠檬酸、琥珀酸、抗坏血酸在实验室期间能源存储。

然而,乙醇的浓度增加,最大14天在存储温度略有下降(图紧随其后7)。乙醇的浓度增加西红柿果汁接种磅杆菌FL75和信用证。mesenteroidesFL14最后在存储25°C,这表明接种实验室完全负责乙醇生产(41,42]。加热前的西红柿果汁发酵剂接种减少食源性致病菌的负载和促进增长和扩散的乳酸菌在发酵和储存,导致健康和营养的生产西红柿果汁,验证属性益生菌饮料(43]。实验室的发展取决于基质如葡萄糖(很好的碳和能源)甚至在发酵时间,这解释了减少碳水化合物(葡萄糖和果糖)西红柿果汁储存在4°C和25°C。这个结果是在协议与Reddy et al。44),获得了芒果汁发酵。

此外,有机物酸测定来评估他们的内容变化在实验室起动器使用西红柿果汁和控制样品在发酵和储存。有机酸如乳酸和乙酸酸显示大量的西红柿果汁接种实验室起动器相比,控制样本(图8),它会影响最终产品的味道因脂酶的活性。然而,更高的内容注意到样品接种磅杆菌相比那些接种信用证。mesenteroides(图9)。高的酸量也注册汁样品接种实验室和储存在25°C比果汁储存在4°C。这些结果与Kohajdova等人在协议和佩雷斯et al。21,45),有机酸的生产报告磅杆菌在蔬菜果汁。

果实酸度和甜度的主要因素确定西红柿果汁的质量,减少在发酵过程中pH值和存储,与有机酸的高质量46]。

的Essid et al。30.),的酸化活动磅杆菌体内被抑制了腐败微生物的李斯特菌和沙门氏菌在接种番茄果汁相比,控制样品。抗菌活性是由未离解的形式翻译的酸能通过微生物膜和抑制致病菌如沙门氏菌,李斯特菌,损坏模具。根据Henderson-Hasselbalch方程(47的抗菌活性时有效量的醋酸和乳酸已经达到0-22毫克/克和1 - 68毫克/克,分别。强大的西红柿汁乳酸和乙酸酸积累表明抗菌活性沙门氏菌,李斯特菌,损坏模具,在活的有机体内。此外,依照Jankuloski et al。48),病原菌和腐败模具下降后14天的存储在4°C和25°C,由于醋酸和乳酸酸的影响在所有西红柿果汁。

红色的西红柿果汁与颜料的浓度(类胡萝卜素和lycopen),是通常的感官属性评估。我们的结果显示强烈的颜色开发茄汁接种实验室相比,控制样品(图10)。此外,果汁样品接种只有磅杆菌或者是混合的磅杆菌和信用证。mesenteroides显示的颜色强度高于那些接种只有信用证。mesenteroides,尤其是在十天的存储。这些结果是在协议与古尔德等。49),报告中颜色的变化存储番茄汁。

4所示。结论

这项研究的结果强调了抑制食源性病原体的实验室起动器的有效性李斯特菌种虫害和沙门氏菌种虫害种类在发酵的发酵和储存西红柿果汁。磅杆菌相关或不信用证。mesenteroides显示高可行性的番茄矩阵,并表现出高水平的有机酸、乙醇和颜色的发展。所选实验室起动器已经证明效率的开发和biopreservation饮食的安全功能食品与重要的保质期在房间和冷藏温度。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。核苷酸序列数据用于支持本研究的发现在基因库中公开库在国家生物技术信息中心(NCBIhttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/),乳杆菌FL75 MH037134;明串珠菌属mesenteroides FL14 MH037132。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者感谢金融支持突尼斯的高等教育和科学研究的范围LR03ES03实验室项目。这项工作是国家支持的科学企业管理学院帕拉基金会资金从一个Ciencia e Tecnologia (FCT)通过项目UID /多/ 50016/2013和项目“生物工具添加和维护价值关键农业粮食链(bio - n2 -值)、“n°北- 01 - 0145 -菲德尔- 000030,由底部Europeu de Desenvolvimento区域(菲德尔),在降Operacional区域做Norte-Norte2020。”

补充材料

Biolog表型微阵列数据分析的结果用于支持本研究的结果中包括补充信息文件。(补充材料)

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