Αντιμικροβιακές μεμβράνες από βιοαποικοδομήσιμα πολυμερή A .U.Th. Αντιμικροβιακές μεμβράνες από βιοαποικοδομήσιμα πολυμερή Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Τομέας Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων 1 Εργαστήριο Χημείας και Βιοχημείας Τροφίμων – K. Μπιλιαδέρης, Κ. Ζηνοβιάδου 2 Εργαστήριο Υγιεινής και Μικροβιολογίας Τροφίμων – Κ. Κουτσουμανής, Χ. Γιαλαμάς

Χρήση γευμάτων έτοιμων προς κατανάλωση Απαίτηση για περιορισμό των συντηρητικών Αυξημένο ενδιαφέρον για το περιβάλλον Μεταβολές στην διανομή και διακίνηση των τροφίμων Αυστηρότερα μέτρα ασφάλειας τροφίμων Ενεργός συσκευασία Δεσμευτές Ο2 Τροποποιημένη ατμόσφαιρα Σύστηματα παραγωγής CΟ2 Χρήση αντιμικροβιακών ουσίών

Χρήση γευμάτων έτοιμων προς κατανάλωση Απαίτηση για περιορισμό των συντηρητικών Αυξημένο ενδιαφέρον για το περιβάλλον Μεταβολές στην διανομή και διακίνηση των τροφίμων Αυστηρότερα μέτρα ασφάλειας τροφίμων Παγκόσμια αγορά ενεργούς και «έξυπνης» συσκευασίας $16 δισ. το 2010 $24 δισ. το 2015 www.marketsnadmarkets.com, Jan. 2011

Convenience and RTE meals Εφαρμογή εδώδιμων μεμβρανών Απαίτηση για περιορισμό των συντηρητικών Αυξημένο ενδιαφέρον για το περιβάλλον Μεταβολές στην διανομή και διακίνηση των τροφίμων Αυστηρότερα μέτρα ασφάλειας τροφίμων Παγκόσμια αγορά ενεργούς και «έξυπνης» συσκευασίας $16 δισ. το 2010 $24 δισ. το 2015 www.marketsnadmarkets.com, Jan. 2011

Μέθοδοι ενσωμάτωσης - χρήσης αντιμικροβιακών Μέθοδοι ενσωμάτωσης - χρήσης αντιμικροβιακών παραγόντων σε προϊόντα τροφίμων Αντιμικροβιακός παράγοντας Προσθήκη Εμβάπτιση ή ψεκασμός Γρήγορη διάχυση Ενσωμάτωση στη μεμβράνη Μείωση του ρυθμού διάχυσης Coma (2008), Meat Science, 78, 90-103

Εφαρμογή : Επιμήκυνση της διάρκειας ζωής του βόειου κρέατος Σκοπός Ανάπτυξη εδώδιμων μεμβρανών ως φορείς εγκλεισμού αντιμικροβιακών παραγόντων. Εφαρμογή : Επιμήκυνση της διάρκειας ζωής του βόειου κρέατος

Πρωτεΐνες ορού γάλακτος (WPI) και σορβιτόλη Αντιμικροβιακός παράγοντας + Αντιμικροβιακός παράγοντας Έλαιο ρίγανης (γαλακτωματοποίηση) Γαλακτικό Νάτριο (διάλυμα 50%) ε-πολυ-λυσίνη (σκόνη 50%) ν carvacrol 7

Log CFU/cm2 Χρόνος (ημέρες) Δοκιμές σε κρέας Αντιμικροβιακή δράση των μεμβρανών πρωτεϊνών ορού γάλακτος (WPI) Γαλακτικά βακτήρια σε τεμάχια κρέατος Αποθήκευση στους 5 °C, Plate Count Agar ( 25 °C, 3 d) Ολική μεσόφιλη χλωρίδα σε τεμάχια κρέατος Αποθήκευση στους 5 °C, MRSA ( 30° C, 4 d) Log CFU/cm2 Χρόνος (ημέρες) Δοκιμές σε κρέας

Εφαρμογή της εξίσωσης Baranyi Αντιμικροβιακή δράση των μεμβρανών πρωτεϊνών ορού γάλακτος (WPI) Εφαρμογή της εξίσωσης Baranyi Ολική Μεσόφιλη Χλωρίδα Ψευδομονάδες Γαλακτικά βακτήρια Μεταχείριση Φάση προσαρμογής (ώρες) Ρυθμός ανάπτυξης R2 Μάρτυρας 55.8±5.6 0.049±0.008 0.99 0 % αντιμικροβιακό 38.2±10.0 0.042±0.010 0.98 1.5 0% έλαιο 65.5±30.3 0.023±0.004 0.81-0.98 2.00% NaL 61.2±17.9 0.025±0.004 0.97-0.98 0.75% ε-PL 98.9±29.8 0.045±0.020 0.92-0.99 33.3±1.1 0.043±0.005 36.4±8.7 0.045±0.005 0.96-0.99 66.7±35.9 0.026±0.004 0.93-0.99 77.2±44.8 0.036±0.020 86.5±33.4 0.066±0.066 0.94 39.7±19.2 0.028±0.007 21.0±14.9 0.027±0.010 No growth - 59.0±49.8 0.021±0.007 0.84-0.97

Χρήση ανταγωνιστικής χλωρίδας - ‘Επιλογή βακτηρίου L. curvatus L. plantarum Log CFU/mL Log CFU/mL Χρόνος (ημέρες) Χρόνος (ημέρες) P. acidilactis L. sakei Log CFU/mL Log CFU/mL Χρόνος (ημέρες) Χρόνος (ημέρες)

Επίστρωση διαλύματος καζεϊνικού νατρίου και κυττάρων L. sakei Παρασκευή μεμβρανών καζεϊνικού νατρίου (Na-CAS) ψεκασμός αιωρήματος κυττάρων σε L. sakei προσχηματισμένες μεμβράνες καζεϊνικού νατρίου Επίστρωση διαλύματος καζεϊνικού νατρίου και κυττάρων L. sakei

Η παρουσία των κυττάρων της ‘ανταγωνιστικής’ χλωρίδας δεν επηρέασε τις φυσικοχημικές ιδιότητες των μεμβρανών 106 Κύτταρ L. sakei /εκ2 Μικροσκοπία x 100

Βιωσιμότητα των κυττάρων L. sakei 0% σορβιτόλη 4 οC 25 οC Ψεκασμός Ενσωμάτωση Ψεκασμός Ενσωμάτωση Χρόνος (ημέρες) Χρόνος (ημέρες)

Βιωσιμότητα των κυττάρων L. sakei 30% σορβιτόλη 4 οC 25 οC Ψεκασμός Ενσωμάτωση Χρόνος (ημέρες) Ψεκασμός Ενσωμάτωση Χρόνος (ημέρες)

Αντιμικροβιακή δράση (L Αντιμικροβιακή δράση (L. monocytogenes ) των μεμβρανών καζεϊνικού νατρίου L. monocytogenes Log CFU/cm2 Χρόνος (ημέρες) Ψεκασμός Ενσωμάτωση Μάρτυρας Γαλακτικά βακτήρια Log CFU/cm2 Time (days) Χρόνος (ημέρες) Ψεκασμός Ενσωμάτωση Time (days) Δοκιμές σεTSA

Αποθήκευση στους 5°C Δοκιμές σε κρέας Αντιμικροβιακή δράση (L. monocytogenes ) των μεμβρανών καζεϊνικού νατρίου L. monocytogenes Αποθήκευση στους 5°C Log CFU/cm2 Ψεκασμός Ενσωμάτωση Μάρτυρας Log CFU/cm2 Γαλακτικά βακτήρια Time (days) Ψεκασμός Ενσωμάτωση Μάρτυρας Χρόνος (ημέρες) Δοκιμές σε κρέας Χρόνος (ημέρες) Time (days)

Αντιμικροβιακή δράση (L Αντιμικροβιακή δράση (L. monocytogenes ) των μεμβρανών καζεϊνικού νατρίου L. monocytogenes Log CFU/cm2 Time (days) Θερμοκρασία (°C) Γαλακτικά βακτήρια Θερμοκρασία (°C) Log CFU/cm2 Time (days) Χρόνος (ημέρες) Δοκιμές σε κρέας Χρόνος (ημέρες)

1. 2. 3.

A .U.Th. Συμπεράσματα Η χρήση WPI καθιστά δυνατή την παρασκευή μεμβρανών με δομικό πλέγμα ανθεκτικό στην έκθεση σε νερό. Η ενσωμάτωση των αντιμικροβιακών ουσιών σε μεμβράνες WPI και εφαρμογή τους σε κρέας επέφερε σημαντική μείωση στην ανάπτυξης της αλλοιογόνου χλωρίδας του προϊόντος. Η προσθήκη της ‘ανταγωνιστικής’ καλλιέργειας σε μεμβράνες Na-CAS μπορεί να πραγματοποιηθεί με ενσωμάτωση των κυττάρων στο πρωτεϊνικό πλέγμα ή με ψεκασμό αυτών σε προσχηματισμένες μεμβράνες. Οι μεμβράνες που περιείχαν τα κύτταρα του L. sakei παρουσίασαν έντονη αντιμικροβιακή δράση έναντι της Listeria monocytogenes τόσο σε μοντέλα συστήματα τροφίμων όσο και σε τεμάχια βόειου κρέατος κάτω από σταθερές η μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες αποθήκευσης του προϊόντος.