نوع مقاله : بهداشت مواد غذایی
نویسندگان
1 گروه بهداشت مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه تخصصی فناوری‌های نوین آمل، آمل، ایران
2 گروه مهندسی فناوری‌های نوین، دانشگاه تخصصی فناوری‌های نوین آمل، آمل، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
BACKGROUND: Microbial growth and unfavorable taste and aroma are the leading reasons of meat spoilage under refrigerated temperatures. Today, plant essential oils are good alternatives to synthetic preservatives. In the meantime, nanotechnology has been instrumental in helping to apply the most effective plant compounds on the target cell.
OBJECTIVES: The present study aimed to identify the compounds of essential oil of Cuminum cyminum and to investigate the microbial counts (total count, psychrotrophs, lactic acid bacteria, mold and yeast) after preparation of nanoemulsions of cumin essential oil via ultrasonic method and its nanoemulsions. Moreover, herein, we intended to evaluate organoleptic in chicken fillet samples under temperature of 4 °C.
METHODS: The essential oil components were analyzed with GC / MS and the effects of Cuminum cyminum essential oil nanoemulsion were examined on microbial count and organoleptic properties in terms of color, odor, and overall acceptance (with 9-point hedonic scale) on Cuminum cyminum EO nanoemulsions in chicken fillets under 4 °C.
RESULTS: The major identified components of Cuminum cyminum by extraction time were: beta- pinene (8.90 %), benzene- methyl (16.51 %), gamma- terpene (13.39 %), propanal (29.43 %), 1 -Isopropylidene-3-N-butyl2-cyclobutene (6.52 %), and benzene methanol (8.36 %). The results of microbial count at the last day of storage showed that the treatment containing 20 % and 25 % nanoemulsions significantly delayed microbial spoilage compared to other treatments (p < /em><0.05). The control treatment also indicated the highest level of microbial spoilage; as represented in Log 6, the maximum bacterial count in chicken fillets and the shelf life of BHT at 0.02 % concentration continued until day 3. Furthermore, in organoleptic evaluation, 20 % and 25 % nanoemulsion treatment scored higher than other treatments.
CONCLUSIONS: Nanoemulsions of Cuminum cyminum EO at concentrations of 20 % and 25 % were able to delay the microbial spoilage of chicken fillets and produced organoleptically favorable results.
کلیدواژه‌ها [English]
امروزه هدف ما در صنعت غذا، افزایش ماندگاری محصولات، به واسطه روش‌هایی که برای بهبود ایمنی میکروبی و کیفیت لازم هستند، می‌باشد. مطابق با اعلام سازمان غذا و کشاورزی ملل متحد (Food and Agriculture Organization (FAO)) میانگین مصرف سالیانه گوشت مرغ در جهان رو به افزایش است و مصرف سالیانه مرغ برای هر نفر از 2/10 کیلوگرم (در سال 1999) تا 8/13 کیلوگرم (در سال 2015) افزایش یافته است. پیش‌بینی می‌شود مصرف جهانی گوشت در طی 10 سال آینده بیش از 4 درصد و مصرف مرغ تا بیش از 10 درصد افزایش یابد (19). گوشت به دلیل داشتن میزان بالایی از پروتئین و سایر مواد مغذی، تغییرات سریع جمود نعشی، تحت تأثیر فساد میکروبی، لیپولیز و پروتئولیز و کاهش شدید خصوصیات حسی قرار دارد و به راحتی در معرض فساد قرار می‌گیرد. استراتژی‌های زیادی برای حفظ ایمنی و کیفیت گوشت مانند استفاده از نگهدارنده‌های شیمیایی، شرایط فوق سرد (Super Chilling)، فشار هیدوراستاتیک بالا (High Pressure Processing)، بسته بندی فعال (Active Packaging)، استفاده از نگهدارنده‌های طبیعی و نانوذرات وجود دارد که هر یک از موارد بالا در حفظ کیفیت فیزیکوشیمیایی، میکروبیولوژیکی (شمارش کل باکتریایی) و ارزیابی حسی (بو، طعم، رنگ، بافت) مؤثر هستند (25).
گیاهان به دلیل تولید اجزای متنوع، جایگزین مناسبی برای بالا بردن ایمنی مواد غذایی هستند. بسیاری از گیاهان توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده (Food and Drug Administration (FDA)) به عنوان ایمن و بی‌خطر (Generally Recognized As Safe (GRAS)) شناخته می‌شوند. اسانس‌های (Essential Oils (EOs)) طبیعی، مجموعی از ترکیبات گیاهی هستند که فرار بوده و از قسمت‌های مختلف گیاه مانند: گل، دانه، برگ، پوست، بوته، میوه و ریشه به صورت روغن‌های عطری و روش تقطیر بخار، استخراج می‌شوند (2،4). با افزایش تقاضای مصرف کنندگان در استفاده از محصولات طبیعی به منظور بهبود سلامتی، تمایل به استفاده از اسانس‌ها به عنوان نگهدارنده، مواد ضدمیکروبی و ایجاد خواص ارگانولپتیکی مطلوب در صنعت غذا مورد استفاده قرار گرفته است (6).
زیره‌سبز، گیاهی علفی یک ساله، معطر و ظریف با نام علمی Cuminum cyminum L از خانواده چتریان (Apiaceae) می‌باشد. این گیاه اغلب درکشورهای مصر، شرق مدیترانه، چین، هند، مراکش و ایران یافت می‌شود. در ایران زیره‌سبز به عنوان گیاهی دارویی شناخته می‌شود و بیشتر در شهرهای تبریز، یزد، کرمان و برخی نقاط دیگر کشت می‌شود. از زیره‌سبز در درمان اختلال‌های گوارشی، درد دندان، ضدالتهاب، ضدتومور و ... استفاده می‌شود. همچنین این گیاه دارای خواص ضدقارچی، ضدباکتریایی و آنتی‌اکسیدانی می‌باشد (8،21). به عنوان نمونه، در مطالعاتی که Heydary و همکاران در سال 2016، Mahmoudi و همکاران در سال 2012، Alamoti Pajohi و همکاران در سال 2012، Rasouli و همکاران در سال 2017، Rezaloo و همکاران در سال 2018، بر روی اسانس زیره‌سبز در مدل‌های غذایی انجام دادند اثر ضد میکروبی این اسانس ثابت گردید (11،17،24،29،30). مکانیسم عمل ضدمیکروبی اسانس‌ها به ترکیبات فنولی، ترپنی و ... آن‌ها نسبت داده می‌شود که تعامل آن‌ها با غشای سلول میکروارگانیسم از طریق نفوذ به غشا و به دنبال آن نشت یون‌ها و محتوای سیتوپلاسمی منجر به نابودی سلول میکروارگانیسم می‌گردد (31). زیره‌سبز حاوی 2 تا 5 درصد اسانس است که عمده‌ترین ترکیبات آن شامل: آلفا و بتاپینن، پروپانال، الکل‌کومین،کومین‌آلدهید، آلفاترپینول و میرسن می‌باشد (32).
نانوامولسیون می‌تواند از روغن، آب و امولسیفایر با ذراتی در اندازه قطرات بین 50 تا 1000 نانومتر تهیه شود. امولسیون معمولی به پراکنده شدن یک فاز روغنی یا آبی در فاز دیگر گفته می‌شود. بیشترین تفاوت نانوامولسیون با امولسیون معمولی، در اندازه قطر ذرات و نحوه تشکیل امولسیون پایدار می‌باشد. فاکتور مهم در تثبیت نانوامولسیون تولید شده، ایجاد یک لایه تک مولکولی، حدفاصل بین سطوح روغن و آب به وسیله روش‌های نوین مانند روش امولسیون‌سازی با انرژی بالا می‌باشد. از مزایای نانوامولسیون می‌توان به: پایداری فیزیکی بالا (مقاوم به نیروهای گرانشی، انحراف و همبستگی)، زیست‌پذیری بالا، تیرگی (کدورت) کم اشاره کرد، همچنین ترکیبات گیاهی نامحلول در آب را با تشکیل قطرات کوچکی در ابعاد نانومتر که از نظر ترمودینامیکی پایدار هستند و از یکدیگر جدا نگه داشته می‌شوند، در خود حل می‌کنند که سیستم‌های جذابی در برنامه‌های غذایی، آرایشی و دارویی ایجاد می‌کنند. کوچکی اندازه قطرات نانوامولسیون از مهمترین چالش‌هایی است که در حین تولید باید به آن توجه شود. نانوامولسیون‌ها به دلیل کوچک کردن ماده مؤثره و نگهداری آن در ابعاد نانومتری می‌توانند بر روی بسیاری از پاتوژن‌ها مانند میکروب (اشرشیا کلای، باسیلوس سرئوس و...) و ویروس (آنفولانزای مرغی،HIV و...) اثر گذاشته و آن‌ها را نابود کنند (12،26-33،35،39). نانوامولسیون‌ها پس از تشکیل بسیار پایدار بوده و در پاره‌ای از مواقع تا چندین سال پایداری دارند و به روش‌های معمول قابل جداسازی نمی‌باشند از این رو روش‌های جداسازی نوینی مانند جداسازی با استفاده از میدان‌های مغناطیسی به عنوان روشی جدید جهت جداسازی نانوامولسیون روغن در آب استفاده شده است (13،14).
بدین منظور در مطالعه حاضر از نانوامولسیون اسانس زیره‌سبز به عنوان نگهدارنده طبیعی نوین استفاده شده است و در ادامه پس از شناسایی اجزای سازنده اسانس، تأثیر نانوامولسیون زیره بر خصوصیات ضدمیکروبی و ارگانولپتیکی فیله مرغ تحت شرایط دمایی 4 درجه سانتی‌گراد مورد ارزیابی قرار گرفت. از آنجایی که تاکنون از این نانوامولسیون بر روی ماندگاری فیله مرغ گزارشی ارائه نشده و اطلاعات اندکی پیرامون تأثیر نانوامولسیون زیره‌سبز بر ماندگاری مواد غذایی در دسترس است، لذا هدف از انجام این مطالعه بررسی تأثیر نانوامولسیون اسانس زیره سبز بر مدت زمان ماندگاری فیله‌های مرغ می‌باشد.
تهیه مواد شیمیایی: محیط کشت‌های مورد استفاده برای آزمون میکروبی شامل ام ار اس آگار (MRS) و نوترینت آگار (NA) از شرکت مرک (Merk,Germany) و پلیت کانت آگار (PCA)، دی کلران رزبنگال کلرامفنیکل آگار (DRBC) و بافر پپتون واتر (Buffered Peptone Water) از شرکت شارلو (Scharlau, Spain) بودند. جهت تهیه نانو امولسیون توئین 80 و اسپن 80 از شرکت مرک (Merk,Germany) خریداری شد. همچنین بوتیلات هیدروکسی تولوئن (BHT) از شرکت سیگما آلدریچ (Sigma Aldrich,US) تهیه گردید، تمام مواد شیمیایی با خلوص بالا بدون هیچ نوع خالص سازی مجدد مورد استفاده قرارگرفتند. اسانس زیره سبز از شرکت باریج اسانس (کاشان، ایران) در شیشه تیره و نفوذناپذیر به هوا خریداری شد. همچنین، فیله‌های مرغ مورد آزمایش، کشتار روز بوده و از فروشگاه محلی خریداری شدند.
آنالیز اسانس زیره‌سبز توسط GC/MS: شناسایی ترکیبات اسانس توسط دستگاه گازکروماتوگراف مجهز به طیف سنج جرمی (GC/MS) در آزمایشگاه جامع تحقیقات معاونت تحقیقات و فناوری دانشگاه علوم پزشکی مازندران انجام گرفت، که مشخصات دستگاه به شرح زیر می‌باشد:
دستگاه گاز کروماتوگراف از نوع Agilent Als (آمریکا)، نوع ستون موئینه DB-1ms به طول 30 متر، قطر داخلی 250 میکرومتر و ضخامت فاز ساکن 25/0 میکرومتر بود. زمان کالیبر 1/0 دقیقه با حداکثر دمای 325 درجه سانتی‌گراد بود. برنامه دمایی 5 دقیقه در دمای 45 درجه سانتی‌گراد، سپس به مدت 5 دقیقه در دمای 200 درجه سانتی‌گراد، بعد از آن10 دقیقه دمای 280 درجه سانتی‌گراد افزایش تدریجی دما صورت گرفت. اندازه سرنگ 10 میکرولیتر و حجم تزریق 1 میکرولیتر بود. تزریق به صورت اتوماتیک زمانی که دتکتور GC فعال بود، انجام شد. از گاز هلیم در حالت اسپلیت به عنوان حامل استفاده شد، دمای اتاقک تزریق 250 درجه سانتی‌گراد، سرعت جریان گاز هلیم 1 میلی‌متر در دقیقه و فشار تزریق 3614/7 پی‌اس‌آی (psi) بود، نرخ شکافت (Ratio Split) با نسبت 1 :100 و دمای هیتر 280 درجه سانتی‌گراد بود (37).
تهیه نانوامولسیون: به منظور ساخت نانوامولسیون اسانس زیره سبز در دمای محیط، ابتدا میزان وزنی اسانس زیره‌سبز، آب مقطر دوبار تقطیر و مقدار مخلوط سورفکتانت های توئین® 80 و اسپن® 80 را توزین نموده و سپس با هم مخلوط شد و برای اعمال امواج فراصوت و تولید امولسیون، به دستگاه اولتراسونیک منتقل شد. دستگاه اولتراسونیک مورد استفاده در مطالعه حاضر، مدل UP400S از شرکت دکتر هشلر آلمان بود که دارای بیشینه توان ٤٠٠ وات (W) و فرکانس20 کیلو هرتز (KHZ) می‌باشد. این دستگاه با ایجاد امواج فراصوت موجب اختلاط فازها در هم شده و باعث می‌شود تا ذرات فاز پراکنده به صورت یکنواخت‌تر در سایز کوچک‌تر در فاز پیوسته، پراکنده شوند. نانوامولسیون اسانس زیره‌سبز، در غلظت‌های مختلف اسانس زیره‌سبز با زمان فراصوت‌دهی 300 ثانیه، چرخه فراصوت 75/0 درصد و شدت فراصوت 208 وات بر سانتی‌مترمربع (W/cm2) توسط دستگاه فراصوت تهیه گردید (34،35).
اندازه گیری ذرات نانوامولسیون و پتانسیل ز تا: اندازه گیری متوسط ذرات نانوامولسیون و پتانسیل ز تا مبتنی بر روش تفرق دینامیکی نور (DLS) Dynamic Light Scattering در دمای 25 درجه سانتی‌گراد و زاویه 90 درجه بود و توسط دستگاه Horiba-SZ-100-Z (Horiba ، ژاپن) در آزمایشگاه جامع تحقیقات بوعلی مشهد، محاسبه گردید.
تهیه فیله مرغ و تیمارها: 2 کیلوگرم فیله مرغ به صورت کشتار روز از فروشگاه محلی آمل خریداری شد. فیله‌ها با وزن تقریبی 60-50 گرم و ابعاد 1×5×10 سانتی‌متر تهیه و در ظروف عایق در حضور یخ به آزمایشگاه بهداشت موادغذایی دانشکده دامپزشکی آمل انتقال یافت. فیله‌ها به طور کامل با آب سرد استریل جهت حذف کامل خونابه‌ها و سایر ضایعات، شسته و کاملاً تمیز شدند. سپس فیله‌ها بعد آب چکانی در آبکش‌های استریل زیر هود لامینار جهت غوطه وری در غلظت‌های مختلف نانوامولسیون (25 درصد، 20 درصد، 15 درصد، 5/ 12درصد،10 درصد، 5 درصد) اسانس زیره‌سبز و تیمار غوطه‌ور شده در آنتی اکسیدان BHT با غلظت 02/0 درصد در بشرهای استریل حاوی مواد غوطه‌وری، غلطانده شدند. سپس هر کدام از تیمارها با درصد‌های مشخص در کیسه‌های پلاستیکی استریل زیپ دار، بسته بندی و در دمای 4 درجه سانتی‌گراد جهت انجام آزمایش در روزهای مشخص مورد بررسی قرار گرفتند (37).
آزمون‌های میکروبی: جهت شمارش توتال کانت، سرماگراها، لاکتیک اسید باکتری‌ها و کپک و مخمرهای موجود در تیمارهای مورد مطالعه در طی نگهداری در دمای 4 درجه سانتی‌گراد آزمون‌های مربوطه انجام گرفت. ابتدا تحت شرایط استریل و زیر هود آزمایشگاهی لامینار، مقدار 10 گرم از فیله توسط پنس و قیچی استریل از تیمار مورد نظر برداشته و در کیسه‌های پلاستیکی استریل مخصوص قرار داده و سپس 90 میلی لیتر آب‌پپتونه 1/0 درصد به آن افزوده و کیسه جهت هموژنیزاسیون محتویات به دستگاه استومیکر (Masticato,IUL Instruments)
به مدت 1 دقیقه، منتقل شد. پس از تهیه رقت‌های مورد نیاز، 1/0 میلی‌لیتر از هر رقت به روش سطحی در محیط پلیت کانت آگار، محیط نوترینت آگار و محیط کشت MRS آگار به ترتیب برای شمارش‌کل، سرماگراها و لاکتیک اسید باکتری‌ها استفاده شد. همچنین برای شمارش کپک و مخمر از محیط کشت دی کلران رزبنگال کلرامفنیکل آگار استفاده شد. جهت شمارش‌کل میکروبی، انکوبه گذاری (Memmert، آلمان) در دمای 37 درجه سانتی‌گراد به مدت 48 ساعت، سرماگراها در دمای 10 درجه سانتی‌گراد به مدت 7 تا 10 روز و لاکتیک اسید باکتری در دمای 37 درجه سانتی‌گراد به مدت24 ساعت انجام شد و برای شمارش کپک و مخمر انکوبه گذاری در دمای 25 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 تا 5 روز انجام گرفت و تعداد میکروارگانیسم‌ها بر حسب لگاریتم CFU در هر گرم (log CFU/g) محاسبه گردید (30).
ارزیابی ویژگی‌های ارگانولپتیکی: ارزیابی نمونه‌ها توسط 10 نفر گروه پانل ارزیاب آموزش دیده انجام شد. نتایج با مقیاس هدونیک (Hedonic) 9 امتیازی بیان شد. بو، رنگ و پذیرش کلی نمونه‌ها به اصطلاحات توصیفی زیر رتبه‌بندی شدند:
نمره 9، عالی؛ نمره8، بسیار خوب؛ نمره 7، خوب؛ نمره 6، اندکی خوب؛ نمره 5، نه خوب و نه بد؛ نمره 4، اندکی بد؛ نمره 3، بد؛ نمره 2، بسیار بد؛ نمره 1، فوق‌العاده بد (15).
آنالیز آماری: ابتدا از آزمون کولموگروف‌اسمیرنوف جهت بررسی نرمالیته داده‌ها با سه تکرار و آزمون لون (Levene test)، برای بررسی برابری واریانس‌ها استفاده گردید، سپس آنالیز نمونه‌های مورد مطالعه با روشOne Way ANOVA و با استفاده از نرم افزار آماری SPSS نسخه 20 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. اختلاف معنی‌دار بین نمونه‌ها با استفاده از آزمون دانکن انجام و سطح یا اختلاف معنی‌دار (05/0P<) تعیین گردید همچنین آزمون غیرپارامتری کروسکال‌والیس برای تعیین تأثیر مدت زمان نگهداری برای آزمون ارگانولپتیکی صورت گرفت.
بررسی ترکیبات شیمیایی اسانس زیره‌سبز: درصد ترکیبات توسط مساحت پیک حاصل از آشکارساز یونیزاسیون شعله‌ای (FID) محاسبه گردید، با ارزیابی پیک‌های به دست آمده توسط دستگاه کروماتوگرافی و استفاده از اطلاعات موجود در کتابخانه رایانهGC/MS ، 36 ترکیب با مقدار 37/99 درصد شناسایی گردید که عمده ترکیبات اسانس زیره‌سبز در جدول 1 ارائه شده است. عمده‌ترین اجزا به ترتیب زمان استخراج شامل: بتاپینن (90/8 درصد)، بنزن‌متیل (51/16 درصد)، گاماترپینن (39/13 درصد)، پروپانال (43/29 درصد)، 1-ایزوپروپیلیدن-3-ان-بوتیل2-سیکلوبوتن (52/6)، بنزن‌متانول (36/8 درصد) بودند.
تعیین اندازه ذرات نانوامولسیون و پتانسیل ز تا: نتایج نشان داد اندازه قطرات نانوامولسیون 68 نانومتر (nm) است و پتانسیل ز تای آن 13 میلی‌ولت (mV) می‌باشد، همچنین نانوامولسیون‌های روغن زیره‌سبز دارای پایداری فیزیکی بالایی هستند.
بررسی خواص ضدمیکروبی نانوامولسیون اسانس زیره‌سبز (شمارش کلی باکتری‌ها): نتایج شمارش‌کلی باکتری‌ها در تیمارهای مختلف فیله مرغ طی نگهداری در شرایط دمایی 4 درجه سانتی‌گراد در نمودار 1 ارائه شده است. تمام تیمارها در روز اول نگهداری دارای بارمیکروبی کل مشابهی بودند و اختلاف معنی‌داری بین آن‌ها مشاهده نشد. میزان کل بارمیکروبی در روز اول نگهداری نشان دهنده کیفیت بهداشتی مناسب مرغ از مرحله کشتار تا مصرف بوده است. با گذشت زمان میزان شمارش کل میکروبی در همه تیمارها روند افزایشی داشته و در روز 12 به بالاترین میزان خود رسید، طبق نتایج بدست آمده بارمیکروبی کل تیمار شاهد در روز 12به طور معنی‌داری (05/0P<) از سایر تیمارها بیشتر بود به طوری که در نمونه شاهد میزان بارمیکروبی کل از 23/4 لگاریتم CFU در هر گرم (log CFU/g) به 78/9 لگاریتم CFU در هر گرم رسید. بین تیمار BHT در سطح غلظت 02/0 درصد و نانوامولسیون 5 درصد زیره اختلاف معنی‌داری مشاهده نشد. همچنین تیمار BHT با توجه به این که لوگ 6 نشان دهنده حد مجاز شمارش باکتریایی‌کل در فیله مرغ می‌باشد، فقط تا روز 3 توانست ماندگاری تیمار را حفظ کند. کمترین میزان شمارش کل باکتریایی در تیمار 20 و 25 درصد نانو مشاهده شد که اثر یکسانی بر فیله مرغ داشته و تفاوت معنی‌داری با هم نداشتند و میزان بار میکروبی کل این دو تیمار در روز 12 نگهداری به ترتیب تا 68/5 لگاریتم CFU در هر گرم و 48/5 لگاریتم CFU در هر گرم افزایش داشت.
شمارش باکتری‌های سرماگرا: اختلافات در میزان شمارش باکتری‌های سرماگرا طی نگهداری نمونه‌ها در نمودار 2 نشان داده شده است. تمامی تیمارها در روز اول نگهداری دارای بارمیکروبی مشابهی بودند و اختلاف معنی‌داری بین آن‌ها مشاهده نشد. طی گذشت زمان میزان سرماگراها در همه تیمارها روند افزایشی داشته و به بالاترین میزان خود رسید. نتایج نشان داد میزان باکتری‌های سرماگرا با افزایش غلظت نانوامولسیون طی 12 روز نگهداری روند کاهشی داشت و این افزایش تا غلظت 25 درصد باعث اختلافات معنی‌دار (05/0P<) تیمارها با گروه شاهد که میزان آن 13/9 لگاریتم CFU در هر گرم بود، رسید ولی در غلظت‌های 5 تا 5/12 درصد این روند کاهشی معنی‌دار نبود. در مورد تیمار BHT، در روز آخر نگهداری اختلاف معنی‌داری با نمونه شاهد مشاهده شد در حالی که این اختلاف تا غلظت 5/12 درصد تیمارها معنی‌دار نبود. همچنین تیمارهای 20 و 25 درصد اثر یکسانی بر فیله مرغ داشته و تفاوت معنی‌داری از لحاظ تعداد باکتری‌های سرماگرا مشاهده نشد و میزان بارمیکروبی سرماگراهای این دو تیمار در روز 12 نگهداری به ترتیب تا 16/5 لگاریتم CFU در هر گرم و 07/5 لگاریتم CFU در هر گرم افزایش داشت.
شمارش لاکتیک اسید باکتری‌ها: شمارش لاکتیک اسید باکتری‌های فیله‌مرغ در تیمارهای با غلظت‌های مختلف نانوامولسیون در شرایط دمایی 4 درجه سانتی‌گراد در نمودار 3، گزارش شده است. همان‌طور که مشاهده شد با گذشت زمان میزان لاکتیک‌اسید باکتری در همه تیمارها روند افزایشی داشته و در تیمار شاهد به علت عدم وجود ترکیبات ضدمیکروبی، رشد لاکتیک اسید باکتری‌ها بالاترین میزان خود رسید و در روز 12 با 9/6 لگاریتم CFU در هر گرم به طور معنی‌داری (05/0P<) بالاترین میزان لاکتیک اسید باکتری‌ها را به خود اختصاص داد. بین تیمار BHT با سایر تیمارها تفاوت معنی‌داری مشاهده شد (05/0P<) و تیمار 20 و 25 درصد نانوامولسیون به ترتیب با میزان 01/5 لگاریتم CFU در هر گرم و 9/4 لگاریتم CFU در هر گرم بیشترین اثر را بر روی لاکتیک اسید باکتری‌ها داشتند و تفاوت معنی‌داری با هم نداشتند.
شمارش کپک‌ها و مخمرها: در نمودار 4 نتایج مرتبط با شمارش کپک‌ها و مخمرهای فیله‌مرغ در تیمارهای با غلظت‌های مختلف نانوامولسیون در شرایط دمایی 4 درجه سانتی‌گراد ارائه شده است. در طی 12 روز نگهداری، ضمن روند افزایشی در تمام تیمارها اختلاف معنی‌داری بین شاهد با سایر تیمارها مشاهده گردید (05/0P<). تیمار BHT در سطح غلظت 02/0 درصد و نانوامولسیون 5 درصد اثر کاهشی یکسان داشته و اختلاف معنی‌داری مشاهده نشد. سایر غلظت‌های نانوامولسیون قوی‌تر از BHT عمل کرده و با اختلاف معنی‌دار سبب کاهش تعداد کپک و مخمر شدند. تیمارهای 20 و 25 درصد نانوامولسیون به ترتیب با میزان 9/4 لگاریتم CFU در هر گرم و 72/4 لگاریتم CFU در هر گرم بیشترین اثر کاهشی را نسبت به سایر تیمارها داشتند.
ارزیابی ارگانولپتیکی: نتایج ارزیابی حسی بر کیفیت رنگ و بوی تیمارها به ترتیب در جدولهای 2 و 3 ارائه شد، از روز سوم به بعد، از لحاظ رنگ و بو گروه شاهد و BHT در غلظت 02/0 درصد اختلاف‌آماری معنی‌داری را با سایر تیمارها نشان دادند و در روز آخر نگهداری فقط تیمارهای 20 و 25 درصد نانوامولسیون بالاترین امتیاز را به خود اختصاص دادند همچنین از لحاظ پذیرش‌کلی (نمودار 5) بالاترین امتیاز، از طرف اعضا پانل به تیمارهای 20 و 25 درصد نانوامولسیون اختصاص داده شد.
یکی از روش‌های نوین برای افزایش پایداری فیزیکی ترکیبات زیست فعال تهیه نانوامولسیون از این ترکیبات می‌باشد که اثر محافظتی در مقابل عوامل نامساعد محیطی و تداخل در ترکیبات غذایی، دارد. استفاده مستقیم از مواد ضدمیکروبی در مواد غذایی مزایای محدودی را به دنبال دارد زیرا ممکن است ترکیبات زیست‌فعال، هنگام تماس با موادغذایی تا حدودی غیرفعال، خنثی یا به راحتی پراکنده شوند. از این رو در مطالعه حاضر به بررسی اثر نانوامولسیون زیره‌سبز بر خصوصیات میکروبی و ارگانولپتیکی فیله مرغ در دمای 4 درجه سانتی‌گراد پرداختیم.
در مطالعه حاضر عمده‌ترین اجزای اسانس زیره‌سبز به ترتیب زمان استخراج شامل: بتاپینن، بنزن‌متیل، گاماترپینن، پروپانال، 1-ایزوپروپیلیدن-3-ان-بوتیل2-سیکلوبوتن، بنزن‌متانول بودند، که پروپانال به عنوان عمده‌ترین ترکیب از اجزای زیره‌سبز در این مطالعه شناسایی شد. همچنین نتایج بدست آمده از ترکیبات اسانس زیره‌سبز تا حدودی با بررسی‌های انجام شده در این زمینه همخوانی داشت. در مطالعه Fasih و همکاران در سال 2017، 21 ترکیب، 24/99 درصد کل ترکیبات، در اسانس زیره‌سبز شناسایی شدند که ترکیبات اصلی آن شامل: گاماترپینن (13/24 درصد)، گاماترپینن-7-آل (86/21 درصد)، کومین‌آلدهید (16/16 درصد)، بتاپینن (39/14 درصد)، آلفاترپینن-7-آل (39/14 درصد) و پاراسیمن (49/5 درصد) بود (7). در مطالعه Neamati و همکاران در سال 2019، عمده ترکیبات اسانس زیره‌سبز شامل گاماترپینن (57/12 درصد)، پروپانال (03/11 درصد)، گرانیل استات (81/10 درصد)، پی_سیمن (95/9 درصد)، سابینن (81/9 درصد) و آلفاپینن (42/5 درصد) بودند (22). با توجه به نتایج بدست آمده از دو بررسی ذکر شده گاماترپینن عمده‌ترین ترکیب نسبت به دیگر اجزای زیره‌سبز شناسایی شد در حالی که در مطالعه Haghiroalsadat و همکاران در سال 2011، ترکیبات اصلی اسانس زیره‌سبز شامل: پروپانال (19/26 درصد)، 1-فنیل-1- بوتانال (49/16 درصد)، گاماترپینن (04/13 درصد) و بنزن‌متانول (4/25 درصد) بودند و پروپانال به عنوان عمده‌ترین ترکیب شناسایی شد (8). همچنین در مطالعه‌ای که توسط Vidic و همکاران در سال 2016 انجام گرفت، ترکیبات تشکیل دهنده اسانس در یک گونه از گیاه نسبت به همان گونه در منطقه دیگر می‌تواند متفاوت باشد، که این تفاوت را می‌توان به فصول برداشت، زمان استخراج اسانس، شرایط اقلیمی و حتی بخش‌های مختلف گیاه (گل، دانه، برگ، پوست، بوته، میوه و ریشه) نسبت داد (38). در مطالعه Taherkhani و همکاران در سال 2015، پروپانال و گاماترپینن از اجزای اصلی اسانس زیره‌سیاه شناسایی شدند و اثر ضدمیکروبی این ترکیبات بر گروه‌های میکروبی مختلف در پنیرگودا ثابت گردید (36). اجزا و متابولیت‌های ثانویه گیاهان منبع غنی از مواد ضدمیکروبی از جمله کومارین، آلدهید‌ها، فلاونوئیدها، ترپن‌ها و ... می‌باشند (18) که مکانیسم ضدمیکروبی اسانس‌ها به این ترکیبات نسبت داده می‌شود. تعامل آن‌ها با غشای سلولی میکروارگانیسم‌ها از طریق نفوذ به غشا، نشت یون‌ها و محتوای سیتوپلاسمی منجر به نابودی سلول‌ها می‌گردد (31). عمده ترکیبات شناسایی شده از اسانس زیره‌سبز در مطالعه حاضر از گروه آلدهیدی و منوترپن‌ها بوده‌اند که می‌توان پروپانال، گاماترپینن، آلفا و بتاپینن، بنزن‌متیل و ... را نام برد. این ترکیبات دارای اثر بیولوژیکی از قبیل ضدمیکروبی، آنتی‌اکسیدانی، ضدالتهابی و ضدسرطانی می‌باشند (18).
نتایج تعیین اندازه و پتانسیل ز تا در مطالعه حاضر تا حدودی با بررسی‌های انجام شده در این زمینه همخوانی داشته است. در بررسی که توسط Xue و همکاران در سال 2015، در مورد فعالیت ضدمیکروبی نانوامولسیون تیمول به همراه سدیم کازئینات و لسیتین انجام گرفت، اندازه نانو ذرات بین 5/82 تا 5/125 نانومتر گزارش شد (40). همچنین در مطالعه Hasanzadeh و همکاران در سال 2017، که به ویژگی فیزیکوشیمیایی نانوامولسیون اسانس سیر پرداختند، نتایج مشابهی با مطالعه حاضر ارائه شد که اندازه قطرات در فرمولاسیون‌های مختلف نانوامولسیون از 80 تا 100 نانومتر متغیر بود و نتایج گویای آن بود که با افزایش درصد نانوامولسیون اسانس سیر خاصیت ضدمیکروبی، آنتی‌اکسیدانی و اندازه قطرات افزایش یافت (9). در مطالعه Shahavi و همکاران در سال 2016 به بررسی اثر ضدمیکروبی نانوامولسیون میخک با روش بهینه شده تاگوچی پرداختند، نتایج اندازه قطرات و پتانسیل ز تا به ترتیب 50 نانومتر و 7/40 میلی ولت بود (33) که تا حد زیادی با مطالعه حاضر مطابقت داشت.
نتایج مطالعه حاضر نشان داد که غوطه‌وری فیله‌های مرغ در نانوامولسیون اسانس زیره‌سبز منجر به افزایش ماندگاری فیله‌ها تا روز 12 بود. همچنین همان‌طور که در تصاویر مرتبط نشان داده شد میزان تأثیر نانوامولسیون وابسته به غلظت بود و با افزایش غلظت نانوامولسیون میزان تأثیر ضدمیکروبی افزایش یافت. اثرات ضدمیکروبی برخی از نانوامولسیون‌ها در مطالعات مختلفی آورده شده است. مطالعه Amrutha و همکاران در سال 2017، میزان اثر مهارکردن نانوامولسیون اسانس‌ها، بر روی پاتوژن‌های عامل فساد در میوه و سبزیجات تازه مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد، نانوامولسیون اسانس زیره‌سبز در مقایسه با نانوامولسیون اسانس فلفل فعالیت ضدمیکروبی بیشتری دارد و تشکیل بیوفیلم را تا حداکثر 56/42 درصد و 92/38 درصد به ترتیب در اشرشیا کلای و سالمونلا انتریکا مهار کرد و فساد را در میوه و سبزیجات به تعویق انداخت (3). Hashemi Gahruie و همکاران در سال 2017، مطالعه‌ای بر روی خصوصیات فیلم‌های خوراکی بر پایه صمغ دانه ریحان حاوی نانوامولسیون اسانس آویشن‌شیرازی انجام دادند. نتایج کلی نشان داد، با افزایش غلظت اسانس نانو شده و کاهش سایز ذرات نانوامولسیون، اثرات ضدمیکروبی افزایش می‌یابد (10). Noori و همکاران در سال 2018، مطالعه‌ای بر روی خاصیت ضدمیکروبی و آنتی‌اکسیدانی نانوامولسیون بر پایه پوشش خوراکی حاوی اسانس‌زنجبیل و اثر آن بر روی ایمنی و کیفیت فیله‌مرغ انجام دادند. نتایج نشان داد تیمار نانوامولسیون 6 درصد اسانس زنجبیل نسبت به تیمار شاهد کاهش معنی‌داری از لحاظ شمارش باکتری‌های کل، سرماگرا و کپک و مخمر در طی 12 روز نگهداری داشته است. همچنین میزان شمارش باکتریایی کل در روز 12 نگهداری 59/4 لگاریتم CFU در هر‌گرم گزارش گردید و کمترین میزان باکتری‌های سرماگرا و کپک و مخمر به تیمار 6 درصد نانوامولسیون زنجبیل اختصاص یافت که نشان از تأثیر بالای نانوامولسیون اسانس زنجبیل بر روی فیله مرغ بود (23). این پژوهش تا حد زیادی با مطالعه حاضر مطابقت داشت و تأثیر آن در ماندگاری فیله‌های مرغ در غلظت‌های بالای نانوامولسیون مشاهده شد. به طوری که نانوامولسیون در سطح غلظت 20 و 25 درصد فساد میکروبی را تا روز 12 نگهداری، به تعویق انداخت. مطالعه Davila و همکاران در سال 2019، اثر ضدمیکروب نانوامولسیون اسانس‌های دارچین، رزماری و پونهکوهی بر روی ماندگاری کرفس تازه ثابت شد. همچنین نانوامولسیون پونهکوهی با کاهش 5 لگاریتم CFU در هر گرم از جمعیت باکتری بر روی اشرشیاکلای و لیستریا مونوسایتوژنز بالاترین اثر ضدمیکروبی را نسبت به سایر نانوامولسیون‌ها بدست‌آورد (5). در مطالعه Rasouli و همکاران در سال 2017، نشان داده شد که اسانس زیره‌سبز اثرات مثبتی بر روی رشد باکتری‌های پروبیوتیک، نظیر لاکتیک اسید باکتری‌ها داشته (29) این در حالی است که Rezaloo و همکاران در سال 2018، تأثیر ضدمیکروبی فیلم ژلاتین و اسانس زیره‌سبز را بر روی فیله‌مرغ تحت دمای یخچال بررسی کردند و اسانس‌زیره اثر مهاری بر رشد لاکتیک اسید باکتری‌ها داشت (30). همچنین در مطالعه حاضر نانوامولسیون زیره‌سبز اثر مهاری بر رشد لاکتیک‌اسید باکتری‌ها داشت. Zhaveh و همکاران در سال 2015، مطالعه‌ای بر روی اثر درون‌پوشانی اسانس زیره‌سبز در نانوژل کیتوزان- اسید کافئیک با بالا بردن فعالیت ضدمیکروبی علیه قارچ آسپرژیلوس فلاووس انجام دادند. نتایج بدست آمده نشان داد که پایداری و تأثیر ترکیبات اسانس به صورت کپسوله، بالاتر از حالت آزاد بود (41). Karimirad و همکاران در سال 2019، مطالعه‌ای بر روی اثر نانو ذرات کیتوزان حاوی اسانس زیره‌سبز بر روی افزایش ماندگاری قارچ‌های خوراکی دکمه‌ای در دمای 4 درجه سانتی‌گراد به مدت 20 روز انجام دادند، نتایج نشان داد نانوذرات اسانس زیره اثر مهاری بر روی رشد باکتری‌ها، کپک و مخمرها در طول مدت نگهداری داشتند؛ همچنین ماندگاری قارچ را تا روز 15 افزایش دادند، در حالی که نمونه شاهد تا روز 10 نگهداری ماندگاری داشت (16). مطالعات محدودی اثر ضدمیکروبی نانوامولسیون زیره‌سبز را در مدل غذایی بررسی کرده‌اند. نانوامولسیون‌ها اثر ضدمیکروبی خود را از طریق الحاق با لیپیدهای غشای باکتری و ایجاد بی ثباتی کامل در سلول، توسط آزاد سازی محتوی سیتوپلاسم در طول لیز شدن سلول میکروارگانیسم و از بین رفتن اسیدنوکلئیک و پروتئین آن اعمال می‌کند. به طورگویاتر وقتی نانوامولسیون به اندازه کافی با پاتوژن فیوز شد، انرژی آن آزاد می‌شود که به‌دنبال آن غشای لیپیدی پاتوژن ناپایدار شده و باعث هضم سلول میکروارگانیسم و مرگ آن می‌گردد (20،27). در این میان می‌توان از مطالعات ذکر شده و بررسی‌های دیگر نتیجه گرفت، نانوامولسیون‌ها می‌توانند حامل‌های خوبی برای اسانس‌ها در موادغذایی باشند. در این روش با محصور کردن ترکیبات مؤثر و فرار اسانس می‌توان از این اجزا در طول مدت نگهداری و فراوری موادغذایی محافظت کرد در نتیجه اثر گذاری بهتری نسبت به اسانس آزاد می‌توانند داشته باشند (27).
در مورد نتایج حسی بدست آمده از مطالعه حاضر در فیله‌های حاوی غلظت‌های مختلف نانوامولسیون، مشخص‌گردید که غلظت‌های 20 و 25 درصد نانوامولسیون زیره‌سبز تأثیر نامطلوبی بر نتایج ارزیابی حسی از لحاظ رنگ، بو و پذیرش‌کلی نداشته و تا حدودی با مطالعات انجام شده اخیر مطابقت داشت. در مطالعه Rezaloo و همکاران در سال 2018، تأثیر ضدمیکروبی فیلم ژلاتین و اسانس زیره‌سبز بر روی فیله‌مرغ تحت دمای یخچال بررسی گردید و تیمار ژلاتین 6/0 درصد اسانس زیره بالاترین امتیاز را در رابطه با ارزیابی حسی دریافت کرد (30). Noori و همکاران در سال 2018، مطالعه‌ای بر روی خاصیت ضدمیکروبی و آنتی‌اکسیدانی نانوامولسیون بر پایه پوشش خوراکی حاوی اسانس زنجبیل در فیله‌مرغ انجام دادند و در نتایج ارزیابی ارگانولپتیکی بیشترین امتیاز پذیرش‌کلی به تیمار پوشش داده شده با نانوامولسیون 6 درصد زنجبیل گزارش شد (23). Abdou و همکاران در سال 2018، مطالعه‌ای بر روی مدت زمان ماندگاری فیله‌مرغ نگهداری شده در شرایط دمایی یخچال با استفاده از پوشش نانوامولسیون انجام دادند. که نتایج نشان داد ارزیابی ارگانولپتیکی نمونه‌های حاوی نانوامولسیون نسبت به نمونه شاهد بالاترین نمرات را دریافت کردند (1). نهایتاً در غلظت‌های بالای نانوامولسیون، فسادمیکروبی و تغییرات ارگانولپتیکی به تعویق افتاد. همچنین علت آن را می‌توان به اثر گذاری بهتر نانوامولسیون بر روی میکروارگانیسم‌های عامل فساد در مواد غذایی نسبت داد، که با جلوگیری از رشد میکروب‌ها از تولید متابولیت‌های ثانویه و لیز شدن جلوگیری کرده و اثر نامطلوب را بر روی غذا کاهش داد. همچنین اکسیداسیون چربی در گوشت مرغ منجر به تولید آلدهید، کتون، اسیدها و الکل می‌گردد که به دنبال آن تغییراتی در عطر و طعم گوشت ایجاد شده و پذیرش و ارزش تغذیه‌ای آن را کاهش می‌دهد (28).
نتیجه‌گیری نهایی: نتایج بدست آمده از مطالعه حاضر نشان داد که فیله‌های غوطه‌ور شده در محلول 20 و 25 درصد نانوامولسیون در مدت زمان نگهداری با اختلاف معنی‌دار، قوی‌ترین اثر ضدمیکروبی و ارگانولپتیکی را نسبت به سایر گروه‌ها در روز 12 نگهداری به خود اختصاص دادند. همچنین در صورت تجاری‌سازی، توصیه می‌شود از این نانوامولسیون در صنایع غذایی و فراورده‌های گوشتی استفاده گردد.
این مقاله مستخرج از پایان نامه کارشناسی ارشد رشته بهداشت و کنترل‌کیفی موادغذایی می‌باشد، از این رو نویسندگان از دانشگاه تخصصی فناوری‌های نوین آمل و پژوهشکده فناوری نانو دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، جهت همکاری‌های لازم کمال تشکر را دارند.
بین نویسندگان تعارض در منافع گزارش نشده است.
Reference
', './data/jvr/coversheet/cover_fa.jpg'))