Zastosowanie pasteryzacji wysokociśnieniowej do inaktywacji przetrwalników Alicyclobacillus acidoterrestris w soku jabłkowym

• Autorzy: Skapska S. , Sokolowska B. , Fonberg-Broczek M. , Niezgoda J. , Chotkiewicz M. , Dekowska A.

Warianty tytułu

EN

Application of high pressure pasteurization to inactivate spores of Alicyclobacillus acidoterrestris in apple juice

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Acidotermofilne bakterie przetrwalnikujące Alicyclobacillus acidoterrestris (AAT) są przyczyną psucia soków owocowych i warzywnych. Proces pasteryzacji nie niszczy całkowicie przetrwalników tych bakterii, aktywując je jednocześnie do kiełkowania i dalszego wzrostu. Celem pracy była ocena przydatności pasteryzacji wysokociśnieniowej do inaktywacji przetrwalników AAT w soku jabłkowym. Scharakteryzowano wpływ ciśnienia hydrostatycznego 300 i 500 MPa stosowanego w temperaturze 50 °C, na przeżywalność przetrwalników ośmiu szczepów AAT w soku jabłkowym. Redukcja liczby przetrwalników po zastosowaniu ciśnienia 300 MPa przez 10 min wynosiła 1,27 - 3,46 log jtk/ml soku, w zależności od szczepu. Przedłużenie pasteryzacji do 30 min, zastosowane do dwóch najbardziej opornych szczepów, umożliwiło redukcję przetrwalników o 2,06 i 2,64 log jtk/ml. Dalsze zwiększenie ciśnienia do 500 MPa nie spowodowało istotnego zwiększenia skuteczności procesu pasteryzacji. Efektywniejsze okazało się zastosowanie ciśnieniowania pulsacyjnego. Stosowano sześć 5-minutowych cykli ciśnienia 100 MPa, 300 MPa i 500 MPa w temperaturze 50 ºC. Największą redukcję liczby przetrwalników dwóch szczepów AAT, wynoszącą 2,40 i 3,11 log jtk/ml, uzyskano przy zastosowaniu ciśnienia 300 MPa. Ciśnieniowanie pulsacyjne (100 MPa, 50°C) połączone z godzinną inkubacją w temperaturze 50 ºC i kolejnym etapem ciśnieniowania w 500 MPa spowodowało redukcję liczby przetrwalników o ponad 4 log jkt/ml. Przetrwalniki AAT wykazywały oporność na działanie wysokiego ciśnienia hydrostatycznego przy parametrach stosowanych w niniejszej pracy.

EN

Alicyclobacillus acidoterrestris (AAT), thermoacidophilic, and spore-forming bacteria cause fruits and vegetable juices to spoil. A pasteurization process does not completely destroy the spores of those bacteria, but it activates their germination and further growth. The objective of this study was to assess the usefulness of high pressure pasteurization applied to inactivate AAT spores in apple juice. There was described the effect of a 300 MPa and 500 MPa pressure at 50° C on the survival of spores of eight AAT strains in the apple juice. When a 300 MPa pressure was applied for 10 min, the number of living spores was reduced to 1.27 - 3.46 log cfu/ml of juice depending on the strain. When the pasteurization process was prolonged by 30 min. and applied to the two most resistant strains, it was possible to reduce the number of living spores to 2.06 and 2.64 log cfu/ml. The increasing of the pressure to 500 Mpa did not cause the pasteurization process to become significantly more efficient. It was confirmed that the application of a pulsed high pressure was the most effective. There were applied six five-minute pressure cycles of 100 MPa, 300 MPa, and 500 MPa, at 50° C. The highest reduction in the number of spores of the two AAT strains amounting to 2.40 and 3.11 log cfu/ml was achieved when a 300 MPa pressure was applied. The application of a pulsed high pressure (100 MPa at 50° C), followed by one hour incubation at 50° C, and the subsequent application of high pressure (500 MPa) resulted in the reduction in the number of the spores by more than 4 log cfu/ml. The AAT spores were resistant to the high hydrostatic pressure under the conditions as described in this study.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Żywność Nauka Technologia Jakość
• Rocznik: 2012
• Tom: 19
• Numer: 3
• Opis fizyczny: s.187-196,rys.,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Skapska S.

• Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego, Rakowiecka 36, 02-532 Warszawa

autor

Sokolowska B.

• Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego, Rakowiecka 36, 02-532 Warszawa

autor

Fonberg-Broczek M.

• Instytut Wysokich Ciśnień Polska Akademia Nauk, ul Sokołowska 29/37, 01-142 Warszawa

autor

Niezgoda J.

• Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego, Rakowiecka 36, 02-532 Warszawa

autor

Chotkiewicz M.

• Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego, Rakowiecka 36, 02-532 Warszawa

autor

Dekowska A.

• Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego, Rakowiecka 36, 02-532 Warszawa

Bibliografia

• [1] Baumgart J.: Media for the detection and enumeration of Alicyclobacillus acidoterrestris and Alicylobacillus acidocaldarius in foods. In: Handbook of Culture Media for Food Microbiology. Progress in industrial microbiology vol. 37. J.E.L. Corry, G.D.W Curtis, R.M. Baird. Eds. Elsevier. Amsterdam, 2003, pp. 161-166.
• [2] Baumgart J., Husemann M., Schmidt C.: Alicyclobacillus acidoterrestris: Vorkommen, Bedeutung und Nachweis in Getränken und Getränkegrundstoffen. Fluss. Obst, 1997, 64 (4), 178-180.
• [3] Baumgart J., Menje S.: The impact of Alicyclobacillus acidoterestris on the quality of juices and soft drinks. Fruit Process., 2000, 10 (7), 251-254.
• [4] Cerny G., Hennlich W., Poralla K.: Fruchtsaftverderb durch bacillen isolierung und charakterisierung des verderbserregers. Z. Lebensmitt. Untersuch. Forsch., 1984, 179, 224-227.
• [5] Duong H.A., Jensen N.: Spoilage of iced tea by Alicyclobacillus. Food Australia, 2000, 52 (7), 292.
• [6] Eguchi S. Y., Manfio G.P., Pinhatti M.E., Azuma E., Variane S.F.: Acidotermofilic sporeforming bacteria (ATSB) in orange juices: ecology, and involvement in the deterioration of fruit juices – Report of the Research Project, Part II. Fruit Process., 2001, 11 (2), 55-62.
• [7] Fonberg-Broczek M., Arabas J., Kostrzewa E., Reps A., Szczawiński J., Szczepek J., Indyga B., Porowski S.: High-pressure treatment of fruit, meat and chees products – equipment, methods and results. In: Processing Foods, Quality Optimization and Process Assessment. Oliveira F.A.R., Oliveira J.C., Eds. CFR Press, Boca Raton, 1999, pp. 281-300.
• [8] Fonberg-Broczek M., Windyga B., Prestamo G., Scieżyńska H., Grochowska A., Górecka K.: Zastosowanie metody wysokich ciśnień (HHP) do pasteryzacji świeżo wyciskanych soków. Bromat. Chem. Toksykol., 2006, 39 Supl., 129-133.
• [9] Gouws P.A. Gie L., Pretorius A., Dhansay N.: Isolation and identtification of Alicyclobacillus acidocaldarius by 16S rDNA from mango juice and concentrate. Int. J. Food Sci. Technol., 2005, 40, 789-792.
• [10] Hayakawa I., Kanno T., Yoshiyama K., Fujio Y.: Oscillatory compared with continuous High Pressure Sterilization on Bacillus stearothermophilus spores. J. Food Sci., 1994, 59 (1), 164-167.
• [11] IFU Method No 12, September 2004/revised march 2007. Method on the Detection of taint producing Alicyclobacillus in Fruit Juices.
• [12] Komitopoulou E., Boziaris I.S., Davies E.A. Delves-Broughton J., Adams M. R.: Alicyclobacillus acidoterrestris in fruit juices and its control by nisin. Int. J. Food Sci. Technol., 1999, 34, 81-85.
• [13] Kostrzewa E., Fonberg-Broczek M., Jakubowski J., Skąpska S., Sieliwanowicz B., Witkowska- Gwiazdowska A., Zdziennicka D., Arabas J., Szczepek J.: The Apple Juice Preserved by High Pressure Treatment At Moderate Temperature and Pasteurisation. Comperative Quality Assessment. In: High Pressure Effect in Chemistry, Biology and Materials Science, Defect and Diffusion Forum. Łojkowski W. Eds. Scitec Publications Ltd, Switzerland. 2002, 208-209, 77-82.
• [14] Lee S.Y., Dougherty R.H., Kang D.H.: Inhibitory effect of high pressure and heat on Alicyclobacillus acidoterrestris spores in apple juice. Appl. Environ. Microbiol., 2002, 68, 4158-4161.
• [15] Malinowska-Pańczyk E., Kołodziejska I.: Wpływ połączonego działania wysokiego ciśnienia i innych czynników na mikroorganizmy. Med. Wet. 2007, 63 (5), 515-518.
• [16] Niwa M.: Control of hazardous bacteria in acidic beverages by using a guaiacol detection kit (peroxidase method). Fruit Process., 2005, 15 (6), 388-392.
• [17] Niwa M., Kawamoto A.: Development of a rapid detection method of A. acidoterrestris, hazardous bacteria to acidic beverage. Fruit Process., 2003, 13 (2), 102-107.
• [18] Niwa M., Kuriyama A.: A. acidoterrestris Rapid detection kit. Fruit Process., 2003, 13 (5), 328-331.
• [19] Orr R.V., Shewfelt R. L., Huang C.J., Tefera S., Beuchat L.R.: Detection of guaiacol produced by Alicyclobacillus acidoterrestris in apple juice by sensory and chromatographic analyses, and comparison with spore and vegetative cell populations. J. Food Protect., 2000, 11, 1517-1522.
• [20] Pettipher G.L., Osmundson M.E., Murphy J.M.: Methods for the detection and enumeration of Alicyclobacillus acidoterrestris and investigation of growth and production of taint in fruit juice and fruit juice-containing drinks. Lett Appl. Microbiol., 1997, 24, 185-189.
• [21] Pinhatti M.E.M.C., Variane S., Eguchi S.Y., Manfio G.P.: Detection of acidotermophilic bacilli in industrialized fruit juices. Fruit Process., 1997, 7 (9), 350-353.
• [22] Silva F.V.M., Gibbs P., Silva C.L.M.: Establishing a new pasteurization criterion based on Alicyclobacillus acidoterrestris spores for shelf-stable high – acidic fruit products. Fruit Process., 2000, 10 (4), 138-141.
• [23] Sokołowska B., Łaniewska-Trokenheim Ł., Niezgoda J., Bytońska M.: Ciepłooporność przetrwalników Alicyclobacillus acidoterrestris. Przem. Ferm. Owoc. Warz., 2008, 12, 22-27.
• [24] Splittstoesser D.F., Churey J.J., Lee C.Y.: Growth characteristic of aciduric sporeforming bacilli isolated from fruit juices. J. Food Protect., 1994, 57 (12), 1080-1083.
• [25] Vercammen A., Vivijs B., Lurguin I., Michels C.W.: Germination and inactivation of Bacillus coagulans and Alicyclobacillus acidoterrestris spores by high hydrostatic pressure treatment in buffer and tomato sauce. Int. J. Food Microbiol., 2011, doi:10.1016/j.ijfoodmicro.2011.02.019
• [26] Walls I., Chuyate R.: Spoilage of fruit juices by Alicyclobacillus acidoterrestris. Food Australia, 2000, 2 (7), 286-288.
• [27] Witthuhn R.C., Duvange W., Gouws P.A.: Isolation and identification of species of Alicyclobacillus from South African fruit juices and concentrates. 21nd Int. ICFMH Symp. Food Micro, Bologna, 29.08 – 2.09.2006, p. 390.
• [28] Wisotzkey J.D., Jurtshuk P., Fox G.E., Deinhard G., Poralla K.: Comparative sequence analysis on the 16S rRNA (rDNA) of Bacillus acidocaldarius, Bacillus acidoterrestris and Bacillus cycloheptanicus and proposal for creation of a new genus, Alicyclobacillus gen. nov. Int. J. Syst. Bacteriol., 1992, 42 (2), 263-269.
• [29] Yamazaki K., Murakami M., Kawai Y., Inoue N., Matsuda T.: Use of nisin for inhibition of Alicyclobacillus acidoterrestris in acidic drinks. Food Microbiol., 2000, 17, 315-320.

Uwagi

Rekord w opracowaniu