Probleem op deze pagina?

Project: Gebruik van essentiële oliën in marinades op verse vis- en vleesbereidingen

TETRA: Technologie-transfer gerichte projecten door instellingen van hoger onderwijs
01/03/2014
29/02/2016

vlees- en visverwerkende
bedrijven, producenten en verdelers
van essentiële oliën en plantenextracten, marinadeproducenten,
maar ook producten van milde technologieën en verpakkingsproducenten

Tweejarig onderzoeksproject dat als doelstelling heeft het gebruik van essentiële oliën in marinades op verse vis- en vleesbereidingen uit te testen. Vlees- en visproducten bevatten veelal van nature een hoeveelheid ongewenste micro-organismen o.a. op de huid en in het darmkanaal. Deze kunnen zich onder invloed van verschillende bewerkingen (bv. slachten, fileren) het onderhuids vlees- en visweefsel zelf contamineren. Ondanks de verschillende hygiënemaatregelen die worden genomen bij productie en verwerking van karkassen en vis (was- en decontaminatiestappen), blijven deze microbiologische flora een belangrijk probleem. Vooral bedervers zijn nefast voor de houdbaarheid van levensmiddelen.
Bij verse bereidingen van vlees- en visproducten kan een marinade op olie- of waterbasis niet alleen gebruikt worden om een meerwaarde te creëren naar smaak en geur toe, maar ook om een verlengde houdbaarheid te bekomen.
Het uiteindelijke doel van dit project is dus het toevoegen van essentiële oliën in de marinades voor vis- en vleesbereidingen zodat de houdbaarheid kan verlengd worden. Het toepassen van hurdle-effecten tussen essentiële olie, zout, organische zuren, milde hittebehandeling en verpakking zal in kaart gebracht worden.

Het snelle bederf van verse vis en vlees resulteert in verwijdering van een aanzienlijk deel van de eindproducten uit de winkelrekken wegens het overschrijden van de houdbaarheid. Deze “verkwisting” veroorzaakt een aanzienlijke economische en milieu-kost. Koeling is de voornaamste manier om de houdbaarheid van deze producten te verlengen en dit in combinatie met het gebruik van gemodificeerde atmosferische verpakking (MAP). Daarnaast kunnen bepaalde chemische verbindingen worden toegevoegd als antioxidant, antimicrobiële component, kleurstabilisator etc. Het doel van dit project was om een bijkomende barrière tegen bederf te introduceren door het gebruik van essentiële oliën (EOn); toegepast via onderdompeling van verse vis of vers vlees in marinade die EOn bevatte. De focus lag bij het verlengen van de microbiële houdbaarheid, maar er werd ook gekeken naar het uiteindelijke effect op de geur en kleur van het levensmiddel tijdens bewaring.
Oorspronkelijk stond het nagaan van het combinatorisch effect van EO met milde hittebehandeling op de houdbaarheid van vlees ook op het programma, maar de gebruikerscommissie besliste om de prioriteit te leggen bij de combinatie van koeling, gemodificeerde atmosfeer en EO wegens ruimere relevantie (WP 4); m.a.w. op het verse bij de retail en niet de catering/consument. WP 4 werd dan ook verder uitgewerkt door te kijken naar het effect van de EO op de geur en kleur van het eindproduct tijdens bewaring. Tevens werd beslist om van bij het begin de antimicrobiële werking van de EO/marinade formuleringen te testen op voedingsmatrices, aangezien (i) sterke matrixeffecten verwacht werden (fysiologie van micro-organismen en vorm van voorkomen (vrij, biofilm)), (ii) preferentiële oplosbaarheid van EO in de vetfase van het levensmiddel terwijl voornamelijk groei van micro-organismen in waterfase) en (iii) in vitro kennis inzake de EOn reeds was verzameld in het voorgaande TETRA-project 110155.
Er werden drie EOn onderzocht: rode tijm (Thymus zygis ct. Thymol), oregano (Oreganum compactum) en kaneel (Cinnamomum zeylanicum). De keuze werd gemaakt op basis van hun bewezen antimicrobiële werking tijdens in vitro studies in het voorgaande TETRA-project 110155. Emulgeren van de EOn in water met behulp van non-ionische emulgatoren werd aanzienlijk bemoeilijkt door aanwezigheid van de marinadecomponenten (melkzuur/lactaat en NaCl) en een meer dan 10 keer grotere concentratie emulgator was noodzakelijk in marinade dan in water (WP 1). Verder hing de noodzakelijke concentratie emulgator tevens af van het type EO; voor kaneel EO was een lagere concentratie nodig dan voor tijm en oregano EO. Het gebruik van een dragerolie (zonnebloemolie) hielp om de noodzakelijke concentratie emulgator te verlagen. In marinade was duidelijk een emulgator met hoge hydrofiel-lipofiel-balans (HLB) waarde nodig (HLB ≥ 15), terwijl in water alle onderzochte HLB waarden efficiënt waren (9 tot 16.7), wat dus een ruime keuze aan emulgator toelaat.
Het antimicrobieel effect van de EOn werd nagegaan op vlees (kippenfilet, kippenvel, kippengehakt, varkensmignonette, varkensspek), zalm en scampi (WP 2). De marinade behandeling bestond uit het onderdompelen van de voedingsmatrix gedurende 2 min in de marinade. Bij het nagaan van de EO op de microbiologie van deze matrices werd nog geen verpakkingsstrategie toegepast; bewaring gebeurde hier bij 4 °C in lucht. Afhankelijk van de matrix werden bepaalde micro-organismen gekwantificeerd (totale coliformen, Escherichia coli, melkzuurbacteriën, gisten en schimmels, totaal aeroob psychrotroof kiemgetal). Groei-inhibitie werd bekomen met bepaalde 1 m/m % EO + marinade behandelingen, maar marinade an sich vertraagde de microbiële groei niet. Het meest uitgesproken effect werd bekomen met 1 m/m % kaneel EO (+ marinade), namelijk groeiremming van gisten en schimmels op al de onderzochte matrices (behalve op scampi waar in alle gevallen, inclusief blanco, geen groei van gisten en schimmels werd waargenomen). De mogelijk storende invloed van de EO behandeling op de geur van de voedingsmatrices werd nagegaan door na 24 uur bewaring de geur van gebakken en ongebakken varkensmignonette en zalm te laten beoordelen door een sensorisch panel. De invloed van de EO op de geur was groter op de ongebakken dan op de gebakken matrices. Behandeling van varkensmignonette en zalm met minder of gelijk aan 3 m/m % EO (resulterende in 0.09 g EO/100 g varkensmignonette en 0.05 g EO/100 g zalm) resulteerde in een acceptabele geur na 24 uur bewaring, terwijl dit voor 5 m/m % EO niet meer in alle gevallen gold.
Aangezien kaneel EO het breedste antimicrobieel spectrum vertoonde op de onderzochte voedingsmatrices werd besloten om met deze EO verder te werken in de verpakkingsexperimenten (WP 4). Varkensmignonette werd behandeld met 1 m/m % kaneel EO (+ water of +marinade) en vervolgens verpakt in vacuüm of in MAP (70 % O2/30 % CO2). Gisten en schimmels werden beter geremd in MAP dan vacuüm verpakking, terwijl melkzuurbacteriën beter geremd werden in vacuüm dan in MAP. Kaneel EO + water had een sterk groeiremmend effect op gisten en schimmels (beter dan kaneel EO + marinade) maar niet op melkzuurbacteriën. In vacuümverpakking verlengde kaneel EO de microbiologische houdbaarheid met minstens 28 dagen door het remmen van gisten en schimmels. In MAP verpakking bleven de stalen microbiologisch onder de limieten gedurende 38 dagen bewaartijd en dit voor alle behandelingen. Na 28 dagen bewaring werd de geur van varkensmignonette beter bevonden in vacuüm verpakt vlees dan in MAP verpakt vlees. Betreffende kleur werd waargenomen dat kaneel EO de stabiliteit van zowel de a* waarde (rode kleur) als de L* waarde (licht-donker gehalte) enigszins stabiliseerde, terwijl de combinatie marinade (zonder EO) + MAP in onaanvaardbaar verlies van rode kleur (zichtbaar als geelverkleuring) resulteerde. Betreffende zalm verliep de groei van het totaal kiemgetal, gisten en schimmels en melkzuurbacteriën sneller in vacuümverpakking dan in MAP (40 % N2/60 % CO2). Geen enkele verpakking noch behandeling had invloed op de gepercipieerde geur. De L* waarde van de onbehandelde vacuüm verpakte stalen steeg sneller dan bij de andere behandelingen/verpakkingen. Op zalm werd met kaneel EO qua microbiologie (geen verlenging microbiologische houdbaarheid) en geur geen enkel voordeel waargenomen, er was wel indicatie inzake een verhoogde kleurstabiliteit (L* waarde) bij vacuüm verpakte stalen.
Er kan besloten worden dat EOn potentieel hebben als behandeling voor vers vlees en vis (alhoewel voor vis de combinatie kaneel EO + speciale verpakking tegenviel) en dit zowel naar microbiële en sensorische houdbaarheid. Er blijkt ook dat het effect sterk afhangt van de voedingsmatrix (samenstelling voedingsmatrix en mogelijk diversiteit in microbiologie) en uiteraard het type EO. Het is zeker de moeite om verder toegepast onderzoek te doen op het effect van EO op deze levensmiddelen maar misschien best via een gewijzigde strategie. Uit dit project en andere studies komt duidelijk naar voor dat de concentraties aan EO, die nodig zijn om een antimicrobieel effect uit te oefenen op vaste levensmiddelen, onvermijdelijk een effect hebben op de sensorische eigenschappen (zij het positief of negatief) van het levensmiddel. Daarom lijkt het beter om vooraf in samenspraak met de voedingsproducent na te gaan welke combinaties van levensmiddel en EO als aanvaardbaar of aangenaam ervaren worden en vandaaruit te vertrekken voor verder onderzoek.
De resultaten werden (Food Control) en zullen gepubliceerd worden in een internationaal wetenschappelijk tijdschrift. De resultaten zullen ook in een nationaal vulgariserend tijdschrift gepubliceerd worden. Verder werden de resultaten gepubliceerd op een internationale wetenschappelijke conferentie, een Vlaamse workshop en werden geïntegreerd in vakken van de opleiding industriële wetenschappen biochemie van de UGent campus Kortrijk (WP 5).

Prof. Van der Meeren, Laboratorium voor Deeltjes- en Grensvlaktechnologie (PaInT), UGent
Prof. Katleen Raes en Prof. Imca Sampers, Laboratorium Voedingsmicrobiologie en Biotechnologie van de Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen, UGent Campus Kortrijk
Imca Sampers
Voedingsmicrobiologie / Toxicologie / Kwaliteitscontrole, Voedingstechnologie, Voedingsverpakking / Behandling
Luc Verhoeven (Just Innovation), Luc Larmuseau (iLLumoo)
Share this on