Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen zum Einfluss etherischer Öle in SB-Verpackungen mit Schutzatmosphäre auf die Qualität von Brühwurst

Soares da Silva, Cristiana

Cooked sausages are often objected to the end of their shelf life because of the beginning of spoilage. This is due to the growth of various spoilage microorganisms, especially Lactobacilli, Pseudomonas and Brochothrix. In addition to microbiological stable meat products, the consumer today demands the use of natural preservatives instead of conventional chemical substances. This requirement can be satisfied by applying essential oils to preserve product quality as well as to minimize bacteria. This depends on the oil concentration and its constituents. The aim of this work is to reduce the number of spoilage bacteria by using essential oils and checking the effect of the oils on sensory properties of cooked sausages. For this purpose, the antimicrobial efficiency of nutmeg, clove and a combination of both, were tested in preliminary experiments in vitro using broth microdilution (n=6). The typical Gram-positive (Lactobacillus sakei, Brochothrix thermosphacta) and Gram-negative (Pseudomonas fragi) spoilage organisms of sausage were chosen. In preliminary tests Brochothrix thermosphacta was found less sensitive to oil of nutmeg than to clove oil. Lactobacillus sakei also was sensitive to the oils. A significantly lower sensitivity to nutmeg oil than to clove oil and their combination was detected. The same was observed for Pseudomonas fragi. In the main experiment, cooked sausage was prepared by commercial recipe. Five ml of oil solution or saline, as control group, were placed on gauze, which was previously put in the ground of the packaging. It was stored under inert gas atmosphere (70%N2, 30%CO2) at a constant temperature of 6 °C ± 0.5 °C for 21 days (n=9). Antimicrobial activity was tested by counting microbial colonies on agar plates. The antimicrobial activity of essential oils in cooked sausage slices against Brochothrix thermosphacta could not be clearly demonstrated. First measurable growth of Lactobacillus sakei was detected on day 7. Clove oil was able to reduce the bacterial count by 1.6 lg on day 21. Unlike Brochothrix, clove oil inhibited almost entirely in all concentrations the growth of Lactobacillus. On study day 7, general reduction in bacterial count of Pseudomonas fragi was measured for each essential oil. It was in a range of 0.25 lg (0.25% clove) to 0.44 lg (clove 0.5%, 0.75%, 0.25% nutmeg, 0.5%, 0.75% and combined oil 0.5%, 0.75%). No growth was seen before day 10. On days 10 and 14 bacterial growth was only detectable at the lowest concentrations of nutmeg oil and the combined oil samples. Here the growth rate was 0.19 lg to 0.27 lg. At all other treatments neither growth nor reduction was detectable. Even on the final examination day, no growth was identifiable for all 0.75% solutions. Only the concentrations of 0.25% and 0.5% of all oils showed consistently an increase of 0.62 lg to 0.71 lg. Considering the growth patterns of the three organisms across the entire storage period, it was clear, that with prolonged duration the bacterial count increases. Growth cannot be prevented, but it can be slowed. Unlike the behavior against the specific spoilage organisms, the effect of the oils on aerobic total count was more effective at the end of storage. On day 14 and 21 only low growth rates from 0.25 lg to 1.1 lg at 0.25% and 0.5% clove oil and combination were detected. All other solutions have shown reductions between 0.3 lg to 2.6 lg on the same days. Clove and nutmeg oil were more effective than their combination, which reduced to 1.5 lg in its highest concentration. Unlike Brochothrix, nutmeg was even slightly more efficient than clove oil (on day 14). Again, the bacterial count could not be kept low for Brochothrix throughout the experimental period. During the sensory tests odor was found as slightly sloping with duration of storage. Clove oil treated slices always were more similar in odor to the reference sausage than nutmeg oil was. It revealed in its 0.75% concentration the highest differences from the reference sausage. In the 0.25% and 0.5% concentrations, clove oil and combination of both oils showed only slightly different values from the standard, this was rewarded with a very good rating by the auditors. Nutmeg oil showed the same effect, but only in its 0.25% treatment variant. Slices treated by nutmeg oil had the highest values and thus the strongest deviation. As far as taste was concerned no changes have been observed during storage. This was different to smell that vanished with the duration of storage. The combination of nutmeg and clove oil were very good tolerated in their 0.25% concentration. They showed the least variation to the standard. For a successful use of essential oils in meat products, further investigations are required, involving the variation of the active ingredients of the oils and their antibacterial properties. This should be investigated for each relevant microorganism and oil specifically. This study demonstrates the possibility of utilizing essential oils in cooked sausage products, due to their antimicrobial properties which could be demonstrated. It is quite conceivable to use essential oils as part of a hurdle concept. Therefore they could be used for extending the shelf life of cooked sausage.

Brühwurst wird häufig zum Ende ihrer Haltbarkeit hin wegen beginnenden Verderbs beanstandet. Dies liegt an dem Wachstum verschiedener Keime, allen voran Laktobazillen, Pseudomonaden und Brochothrix. Neben mikrobiologisch unbedenklichen Fleischprodukten fordert der Verbraucher heutzutage auch die Verwendung natürlicher Konservierungsstoffe anstatt der bisher herkömmlichen chemischen. Diese Forderung lässt sich durch den unterstützenden Einsatz etherischer Öle erfüllen. Sowohl der Erhalt der Produktqualität als auch die Keimzahlreduktion durch etherisches Öl ist abhängig von seiner Konzentration und seinen Inhaltsstoffen. Ziel der Arbeit war es daher, die Verderbniserreger durch die Nutzung etherischer Öle zu reduzieren und die Auswirkungen der Öle auf die Sensorik von Brühwurst zu überprüfen. Zu diesem Zweck wurde die antimikrobielle Wirksamkeit von Muskat- und Nelken- sowie einer Kombination beider Öle in Vorversuchen in vitro mittels Bouillonmikrodilution (n=6) an den typischen Gram-positiven (Lactobacillus sakei, Brochothrix thermosphacta) und Gram-negativen (Pseudomonas fragi) Verderbniserregern von Brühwurst getestet. Brochothrix thermosphacta zeigte sich in den Vorversuchen resistenter gegenüber Muskatöl als gegenüber Nelkenöl. Auch Lactobacillus sakei war zwar sensibel gegenüber den Ölen, aber auch hier war eine deutlich geringere Sensibilität des Keimes gegenüber Muskatöl als gegen Nelken- oder der Kombination beider Öle zu erkennen. Gleiches wurde für Pseudomonas fragi festgestellt. Im Hauptversuch wurde Brühwurst nach handelsüblicher Rezeptur hergestellt. Es wurden 5 ml des jeweils zu untersuchenden Öls als verdünnte Lösung bzw. einer Kochsalzlösung als Kontrolle auf ein Fließ gegeben, welches vorher auf den Boden der Verpackung gelegt wurde. Eine Lagerung erfolgte unter Schutzgasatmosphäre (70%N2, 30%CO2) bei einer konstanten Temperatur von 7°C +/- 0,5°C für 21 Tage (n=9). Die antimikrobiellen Fähigkeiten der Öle wurden per Spatel- oder Plattengussverfahren bestimmt. Eine antimikrobielle Wirksamkeit der etherischen Öle in Brühwurstaufschnitt gegenüber Brochothrix thermosphacta konnte nicht eindeutig nachgewiesen werden. Der Einfluss der Öle auf das Wachstum von Lactobacillus sakei lässt sich wie folgt zusammenfassen. Ein messbares Wachstum des Keimes war erst an Tag 7 zu verzeichnen. Nelkenöl vermochte die Keimzahl um 1,6 Logstufen am Tag 21 zu reduzieren. Anders als beim Brochothrix hemmte das Öl fast durchgängig Lactobacillus in allen drei Konzentrationen (0,25%, 0,5%, 0,75%). Am Untersuchungstag 7 wurde eine generelle Hemmung der Keimzahl von Pseudomonas fragi durch alle etherischen Öle gemessen. Diese war in einem Bereich von lg 0,25 (Nelke 0,25%) bis lg 0,44 (Nelke 0,5%, 0,75%; Muskat 0,25%, 0,5%, 0,75% und Kombination der Öle 0,5%, 0,75%). Zuvor war keinerlei Wachstum zu erkennen. An den Tagen 10 und 14 stieg die Keimzahl, allerdings nur bei den niedrig konzentrierten Muskat- und Kombinationsölproben. Hier betrug das Wachstum 0,19 bis 0,27 Logstufen, im Vergleich zu unbehandelten Proben. Alle anderen Behandlungen ließen weder Wachstum noch eine Senkung der Keimzahl erkennen. Am letzten Untersuchungstag war bei allen 0,75%igen Lösungen kein Wachstum zu erkennen. Lediglich die Konzentrationen 0,25% und 0,5% zeigten bei allen Ölen durchweg ein Wachstum der Keimzahl von lg 0,62 bis lg 0,71. Betrachtet man das Wachstumsverhalten der drei genannten Keime über den gesamten Lagerungszeitraum hinweg, so wird deutlich, dass mit zunehmender Dauer die Keimzahl deutlich stieg, das Wachstum also nicht verhindert, sondern bestenfalls nur verlangsamt werden konnte. Anders als bei der Wirkung auf die spezifischen Verderbniserreger war eine Wirkung der Öle auf die aerobe Gesamtkeimzahl zum Ende der Lagerung gegeben. Hier waren am 14. und 21. Lagerungstag nur geringe Wachstumsraten von lg 0,25 bis lg 1,1 bei 0,25% und 0,5% Nelken- und Kombinationsöl erkennbar. Sowohl die 0,75%ige Variante von Nelkenöl und Kombination der Öle als auch alle drei Muskatölvarianten sorgten an diesen Tagen für eine Hemmung der Keimzahl zwischen lg 0,3 bis lg 2,6, wobei Nelken- und Muskatöl wirksamer waren als die Kombination, dieses Öl hemmte in seiner höchsten Konzentration um 1,5 Logstufen. Muskat war an Tag 14, anders als bei Brochothrix, sogar etwas effizienter als Nelkenöl. Auch hier ließ sich die Keimzahl aber nicht über den gesamten Zeitraum niedrig halten. Mit Dauer der Lagerung nahm der Geruch nach etherischem Öl, der von den Prüfern als abweichend von einer normalen, unbehandelten Standardbrühwurst bezeichnet wurde, ab. Dabei war Nelkenöl dem Standard ähnlicher als Muskatöl, welches bei der 0,75%igen Konzentration am deutlichsten von der Standardwurst abwich. Nelkenöl behandelte Wurstscheiben waren in ihrer 0,25%- und 0,5%iger Konzentration nur wenig abweichend vom Standard und erhielten damit eine sehr gute Bewertung durch die Prüfer, ebenso die Kombination beider Öle in gleicher Menge und Muskatöl. Dieses allerdings nur in seiner 0,25%igen Konzentration. Muskatölbehandelte Wurstscheiben wiesen die höchsten Werte und damit die stärkste sensorische Abweichung zur nicht mit Öl behandelten Standardwurst auf. Beim Geschmack trat das Phänomen der Verflüchtigung mit andauernder Lagerung, wie es beim Geruch der Öle der Fall war, nicht ein. Sehr gut akzeptiert wurden Kombiöl und Nelkenöl 0,25%. Sie unterschieden sich nur marginal vom Standard. Für einen erfolgreichen Einsatz etherischer Öle in Wurstprodukten bedarf es weiterführender Untersuchungen, die die Schwankungsbreite der wirksamen Inhaltsstoffe der etherischen Öle und deren antibakterielle Eigenschaften mit einbeziehen. Sie sollten für jeden Keim und jedes etherische Öl spezifisch untersucht werden. Es scheint möglich, etherische Öle in Brühwurstprodukten zu verwenden, da antimikrobielle Eigenschaften erkennbar waren. Daher ist es durchaus vorstellbar, etherische Öle als Teil eines Hürdenkonzeptes zur Verlängerung der Haltbarkeit von Brühwurst zu verwenden.

Zitieren

Zitierform:

Soares da Silva, Cristiana: Untersuchungen zum Einfluss etherischer Öle in SB-Verpackungen mit Schutzatmosphäre auf die Qualität von Brühwurst. Hannover 2011. Tierärztliche Hochschule.

Rechte

Nutzung und Vervielfältigung:
Alle Rechte vorbehalten

Export