Modelos de inactivación de Listeria monocytogenes en embutidos crudo-curados tratados con altas presiones hidrostáticas y su aplicación en la Evaluación Cuantitativa del Riesgo Microbiológico

Listeria monocytogenes is a foodborne pathogen of special concern in raw-cured sausages due to its capacity to survive at low pH and water activity. The ability of the pathogen to adhere and form biofilms in food-contact surfaces is also a matter of concern since cross-contamination is likely to occur in Ready-to-Eat products that are not submitted to a lethality treatment prior to consumption. In this thesis, the high hydrostatic pressure (HHP) processing technology is studied, by means of Predictive Microbiology models, as an effective non-thermal pasteurization technology to assure the compliance of the current European microbiological criteria concerning L. monocytogenes in raw-cured sausages. To this end, in the first instance, two systematic reviews were carried out, shedding light upon the most important factors governing cross-contamination phenomena and HHP lethality, and whose results are presented in Chapters I and II of this thesis. Based on the reviews and generated experimental data, predictive microbiology models describing the inactivation of L. monocytogenes by HHP in food model systems of raw-cured sausages and chorizo were developed as a function of the technological parameters and intrinsic factors (Chapters III and IV). These models were combined with existing scientific data and predictive models and integrated into a microbial risk assessment framework, to quantitatively assess the real impacts of nitrite reduction, crosscontamination and HHP technology application on L. monocytogenes levels in raw-cured sausages throughout the production and distribution chain (Chapters V and VI). Results of this thesis provides with novel and relevant information that can be used as basis to assist the application of HHP technology at the industrial level and to provide food business operators with suitable quantitative tools to ensure the microbiological safety of raw-cured sausages.Listeria monocytogenes es un patógeno alimentario de especial relevancia para los embutidos crudo-curados debido a su resistencia a condiciones de pH y actividad de agua baja. Asimismo, la alta capacidad del patógeno para adherirse y formar biofilms en las superficies de contacto con alimentos lo sitúa como un patógeno susceptible de contaminación cruzada en productos listos para el consumo, como es el caso de los embutidos crudo-curados. En esta tesis se ha abordado, mediante modelos de Microbiología Predictiva, el estudio de la tecnología de altas presiones hidrostáticas (APH), como un tratamiento postproceso eficaz para garantizar el cumplimiento, en embutidos crudo-curados, del criterio microbiológico sobre L. monocytogenes establecido por la legislación Europea. Con el fin de establecer una base de conocimiento previa se ha llevado a cabo sendas revisiones sobre modelos de APH y contaminación cruzada incluidas en los Capítulo I y II de esta tesis. Además, basados en las revisiones y datos experimentales generados en la tesis se desarrollaron modelos predictivos de inactivación de L. monocytogenes por APH en sistemas modelo de embutidos crudo-curados y en chorizo, considerando como variables los parámetros tecnológicos y los factores intrínsecos de dichos productos (Capítulos III y IV). Estos modelos, junto a datos y modelos predictivos extraídos de la literatura científica se integraron en un esquema de Evaluación del Riesgo Microbiológico para estimar el riesgo de exposición a L. monocytogenes en embutidos crudo-curados a lo largo de la cadena de producción y distribución, considerando el impacto de la reducción de nitritos, la contaminación cruzada y la aplicación de la tecnología de APH (Capítulos V y VI). Los resultados de este estudio proporcionan una fuente de información relevante y novedosa que puede utilizarse como base para la optimización de la aplicación de la tecnología de APH a nivel industrial proporcionando a los operadores de empresas alimentarias herramientas cuantitativas útiles para garantizar la seguridad microbiológica de los embutidos crudo-curados

From Cheese-Making to Consumption: Exploring the Microbial Safety of Cheeses through Predictive Microbiology Models

Cheeses are traditional products widely consumed throughout the world that have been frequently implicated in foodborne outbreaks. Predictive microbiology models are relevant tools to estimate microbial behavior in these products. The objective of this study was to conduct a review on the available modeling approaches developed in cheeses, and to identify the main microbial targets of concern and the factors affecting microbial behavior in these products. Listeria monocytogenes has been identified as the main hazard evaluated in modelling studies. The pH, aw, lactic acid concentration and temperature have been the main factors contemplated as independent variables in models. Other aspects such as the use of raw or pasteurized milk, starter cultures, and factors inherent to the contaminating pathogen have also been evaluated. In general, depending on the production process, storage conditions, and physicochemical characteristics, microorganisms can grow or die-off in cheeses. The classical two-step modeling has been the most common approach performed to develop predictive models. Other modeling approaches, including microbial interaction, growth boundary, response surface methodology, and neural networks, have also been performed. Validated models have been integrated into user-friendly software tools to be used to obtain estimates of microbial behavior in a quick and easy manner. Future studies should investigate the fate of other target bacterial pathogens, such as spore-forming bacteria, and the dynamic character of the production process of cheeses, among other aspects. The information compiled in this study helps to deepen the knowledge on the predictive microbiology field in the context of cheese production and storage

Revestimento comestível antimicrobiano e aromático na conservação de abacaxi minimamente processado

The present research aimed to develop an edible coating incorporated with mint essential oil, evaluate its effectiveness in inhibiting in vitro microbial development, and improve both quality and shelf-life of fresh-cut pineapple. Mint essential oil-containing edible coatings showed in vitro antimicrobial efficiency against Escherichia coli and Salmonella Enteritidis. Titratable acidity, pH, and texture were not affected (P>0.05) by coating or storage time. Mass loss was not higher than 1.0% after the 6th day of storage. No effect of storage time and coating on total soluble solids was observed. Mint essential oil-containing coatings inhibited the growth of yeasts and molds in fresh-cut pineapple. Compared to uncoated and control-coated samples, mint essential oil-containing coatings lessened psychrotrophic bacteria counts throughout storage. Counts of thermotolerant coliforms were not higher than 3.0MPN·g-1 in all treatments, whereas no Salmonella sp. was detected during the 6-day storage. Mint essential oil provided a strong flavor to the fruit, as shown by sensory evaluations44611191125CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQCOORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPESFINANCIADORA DE ESTUDOS E PROJETOS - FINEPFUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE MINAS GERAIS - FAPEMIGSem informaçãoSem informaçãoSem informaçãoSem informaçãoO objetivo deste trabalho foi desenvolver um revestimento comestível incorporado com óleo essencial de hortelã, bem como avaliar sua eficiência antimicrobiana in vitro e em abacaxi minimamente processado. Revestimentos contendo óleo essencial de hortelã mostraram eficiência antimicrobiana in vitro contra Escherichia coli e Salmonella Enteritidis. O pH, a acidez titulável e a textura não foram afetadas (P>0.05) pelos tratamentos durante o armazenamento. A perda de massa dos abacaxis de todos os tratamentos não ultrapassou 1.0% após 6 dias de armazenamento. O tempo e os diferentes revestimentos não afetaram (P>0,05) o teor de sólidos solúveis totais dos abacaxis. Revestimentos contendo óleo essencial de hortelã foram capazes de inibir o crescimento de fungos e leveduras em abacaxi minimamente processado, quando comparado aos frutos sem revestimento e com revestimento controle. Frutos com revestimento contendo óleo essencial de hortelã apresentaram menor contagem de psicrotróficos no final do armazenamento. A contagem de coliformes termotolerantes foi menor que 3.0NMP·g-1 para todos os tratamentos e não foi detectada presença de Salmonella sp. durante o período de armazenamento. A presença de óleo essencial de hortelã conferiu forte sabor aos abacaxi

Essential oil as natural antimicrobial in turkey breast products : study of Salmonella Enteritidis transfer during slicing and its behaviour during shelf-life of the sliced products

Orientadores: Marta Cristina Teixeira Duarte, Guiomar Denisse Posada Izquierdo, Fernando Pérez RodríguezDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: Salmonella é um dos patógenos mais importantes relacionados a surtos de origem alimentar que têm como veículos carnes vendidas prontas para o consumo. A contaminação destes produtos pode ocorrer durante o processamento em operações como o fatiamento, embalagem e outros procedimentos que requerem manipulação. O aumento do consumo de produtos à base de carne de peru tem sido verificado mundialmente, pois estes aliam a praticidade dos chamados produtos "ready-to-eat" com o fato de que as carnes de aves são reconhecidas como saudáveis. Outro fator importante que influencia na escolha do consumidor é a presença de conservantes químicos nos produtos alimentícios. A substituição de conservantes químicos por substâncias naturais, como os óleos essenciais, e a incorporação destas em sistemas de embalagens ativas, representa uma alternativa interessante e atende a demanda por produtos mais naturais. Este estudo teve como objetivo desenvolver e aplicar um revestimento incorporado com óleo essencial como antimicrobiano em produtos cárneos à base de peito de peru e avaliar sua atividade contra Salmonella Enteritidis, simulando um sistema de embalagem ativa. Além disso, foi estudada a transferência desta bactéria a produtos de peito de peru durante o fatiamento, para simular a contaminação cruzada em equipamentos utilizados para este procedimento. Também foi avaliado o comportamento de S. Enteritidis durante a vida útil de fatias contaminadas dos produtos cárneos, contendo ou não revestimento de óleo essencial, armazenadas a diferentes temperaturas (10 e 25 °C). Quatro formulações dos produtos cárneos (A, B, C e D) foram estudadas para que fosse possível avaliar como a composição da matriz alimentar influencia no comportamento de S. Enteritidis. Dos quatro óleos essenciais testados in vitro, o óleo essencial de Thymus vulgaris (tomilho) foi o que apresentou menor concentração mínima inibitória (MIC) contra S. Enteritidis, sendo selecionado para ensaios posteriores. Baseando-se em análise sensorial e nos testes de triagem antimicrobiana, uma concentração de 0,8 % (v/m) de óleo essencial de T. vulgaris foi aplicada nos revestimentos para os produtos cárneos. Observou-se transferência de S. Enteritidis durante o fatiamento, a partir das lâminas de corte artificialmente contaminadas (~ 8 log UFC/lâmina) a todas as fatias analisadas (n = 20), de produtos revestidos ou não com emulsão de óleo essencial de T. vulgaris. Diferenças estatísticas foram detectadas em relação à transferência do patógeno nos diferentes tratamentos (p ? 0,05). O comportamento de S. Enteritidis nas fatias durante o armazenamento foi fortemente dependente da temperatura e da composição dos produtos, sendo verificado o crescimento a 25 °C em todas as formulações e tratamentos avaliados. Apenas o produto A propiciou o crescimento do patógeno a 10 °C. Nas fatias dos demais produtos foi verificado um perfil de sobrevivência, com redução das contagens ao longo da vida útil. O óleo essencial de T. vulgaris foi efetivo contra S. Enteritidis, durante o armazenamento de fatias revestidas a 10 °C. Testes finais indicaram que a adição e mistura do óleo essencial juntamente com os outros ingredientes, no processo industrial para obtenção dos produtos cárneos processados, possivelmente resultaria em maior atividade antimicrobiana do mesmo contra S. EnteritidisAbstract: Salmonella is one of the most important pathogens involved in foodborne outbreaks related to the consumption of ready-to-eat meat products. The contamination of these products can occur during processing operations like slicing, packaging or other handling procedures. The increase in demand for turkey breast based products has been verified worldwide since they combine the convenience of ready-to-eat-products with the fact that poultry meat is recognized as healthy by consumers. The presence of chemical preservatives in food products is another important factor that influences consumer¿s choice. The use of natural substances as antimicrobials, such as essential oils, and their incorporation in active packaging systems represents an interesting alternative to the use of chemical preservatives. The aim of this study was to develop and implement an edible coating incorporated with essential oil as a natural antimicrobial to turkey breast products and to assess its activity against Salmonella Enteritidis, in order to simulate an active packaging system. This study also aimed to evaluate the transfer of S. Enteritidis to turkey breast products during the slicing procedure, simulating a cross-contamination scenario. Pathogen behavior during sliced turkey breast products¿ shelf-life at different storage temperatures (10 e 25 °C) was also evaluated. Four different formulations of products (A, B, C and D) were studied in order to evaluate how the composition of these food matrices can influence the behavior of S. Enteritidis. Among the four essential oils tested in vitro, Thymus vulgaris (thyme) essential oil exhibited the lowest minimum inhibitory concentration (MIC) against the pathogen and it was selected to subsequent assays. Based on sensory analysis and antimicrobial screening tests, 0.8 % (v/w) of T. vulgaris essential oil was applied on the edible coatings to be tested on turkey breast meat products. S. Enteritidis could be transferred during the slicing procedure, from artificially contaminated slicer blades (~ 8 log CFU/blade) to all slices microbiologically analyzed (n = 20), of products previously coated and not coated with T. vulgaris essential oil. Statistical differences were detected regarding pathogen transfer in the different treatments (p ? 0.05). S. Enteritidis behavior on slices during storage was strongly dependent on temperature and products composition. Growth was verified in slices of all formulations and treatments during storage at 25 °C. Only one product was susceptible to pathogen growth at 10 °C (product A). In the slices of the other three products (B, C and D) a survival pattern was observed, with reductions of S. Enteritidis counts during shelf-life. T. vulgaris essential oil was effective against S. Enteritidis during storage of slices at 10 °C. Final tests indicated that the addition of T. vulgaris essential oil with the other ingredients, during the industrial manufacture process of turkey breast products, probably would result in higher antimicrobial activity against S. Enteritidis.MestradoCiência de AlimentosMestra em Ciência de Alimento

Revestimento comestível antimicrobiano e aromático na conservação de abacaxi minimamente processado

The present research aimed to develop an edible coating incorporated with mint essential oil, evaluate its effectiveness in inhibiting in vitro microbial development, and improve both quality and shelf-life of fresh-cut pineapple. Mint essential oil-containing edible coatings showed in vitro antimicrobial efficiency against Escherichia coli and Salmonella Enteritidis. Titratable acidity, pH, and texture were not affected (P>0.05) by coating or storage time. Mass loss was not higher than 1.0% after the 6th day of storage. No effect of storage time and coating on total soluble solids was observed. Mint essential oil-containing coatings inhibited the growth of yeasts and molds in fresh-cut pineapple. Compared to uncoated and control-coated samples, mint essential oil-containing coatings lessened psychrotrophic bacteria counts throughout storage. Counts of thermotolerant coliforms were not higher than 3.0MPN·g-1 in all treatments, whereas no Salmonella sp. was detected during the 6-day storage. Mint essential oil provided a strong flavor to the fruit, as shown by sensory evaluations.O objetivo deste trabalho foi desenvolver um revestimento comestível incorporado com óleo essencial de hortelã, bem como avaliar sua eficiência antimicrobiana in vitro e em abacaxi minimamente processado. Revestimentos contendo óleo essencial de hortelã mostraram eficiência antimicrobiana in vitro contra Escherichia coli e Salmonella Enteritidis. O pH, a acidez titulável e a textura não foram afetadas (P>0.05) pelos tratamentos durante o armazenamento. A perda de massa dos abacaxis de todos os tratamentos não ultrapassou 1.0% após 6 dias de armazenamento. O tempo e os diferentes revestimentos não afetaram (P>0,05) o teor de sólidos solúveis totais dos abacaxis. Revestimentos contendo óleo essencial de hortelã foram capazes de inibir o crescimento de fungos e leveduras em abacaxi minimamente processado, quando comparado aos frutos sem revestimento e com revestimento controle. Frutos com revestimento contendo óleo essencial de hortelã apresentaram menor contagem de psicrotróficos no final do armazenamento. A contagem de coliformes termotolerantes foi menor que 3.0NMP·g-1 para todos os tratamentos e não foi detectada presença de Salmonella sp. durante o período de armazenamento. A presença de óleo essencial de hortelã conferiu forte sabor aos abacaxis.1119112