Optimization of Boiling Process and Effect of Citric Acid and Sodium Chloride on Enrofloxacin Residues in Chicken Meat Using Response Surface Method

Document Type : Food Hygiene

Authors

1 Graduated from the Faculty of Veterinary, Medicine Semnan University, Semnan Province, Iran

2 Department of Hygiene, Faculty of Veterinary, Medicine Semnan University, Semnan Province, Iran

3 Department of Clinical Sciences, Faculty of Veterinary, Medicine Semnan University, Semnan Province, Iran

Abstract

BACKGROUND: Despite the beneficial effects of antibiotics in treating livestock diseases and increasing their weight, their residual effects on food can cause harmful effects on both livestock and humans and endanger human health. The presence of antibiotic residues in food, especially meat, and its transfer to the body of consumers is one of their most important harmful effects. One of the practical ways to reduce drug residues in meat is to use heating methods such as cooking in boiling water.OBJECTIVES: This research aimed to use a suitable cooking method and optimize its conditions in terms of salt content. Organic acids (citric acid) and cooking time to reduce antibiotic residues.METHODS: For this purpose, fifteen 20-day-old Ras broiler chickens were used. To clean their bodies from possible antibiotic residues, the chickens were kept for 10 days and given antibiotic-free food. Then, the antibiotic enrofloxacin was injected into the chest muscle, and 24 hours later, they were killed. Based on the protocol provided by Design Expert software, 18 treatments with different cooking time ranges and percentages of salt and citric acid were designed and implemented, and the drug residue after cooking the samples was determined by HPLC (high-performance liquid chromatography) method.RESULTS: Based on the obtained results, proper cooking methods and optimization of its conditions, such as the amount of salt, organic acids (citric acid), and cooking time, had a significant effect on the reduction of enrofloxacin antibiotic residues. Also, after optimizing the process by the software, the best conditions to achieve the minimum amount of antibiotics could be achieved by the cooking time of 26.59 minutes, 2.95% w/v salt, and 1.49% v/v citric acid.CONCLUSIONS: By cooking properly and adding ingredients such as acids and salt at the optimum level, the amount of antibiotics in chicken meat can be reduced.

Keywords

Main Subjects

Full Text

مقدمه

ازدیاد جمعیت کره زمین، نیاز روز‌افزون به مواد غذایی را می­طلبد و به همین دلیل در حال حاضر، بیشتر فعالیت­ها در‌زمینه افزایش منابع غذایی و بهینه­سازی فرایند و نگهداری این منابع است و متخصصان می­کوشند بتوانند از حداقل امکانات، بیشترین بهره را ببرند. دراین‌بین، محصولات پروتئینی نقش بسیار مهمی در تأمین نیازهای غذایی انسان ایفا می‌کنند و منابع اصلی تأمین پروتئین­ها، انواع گوشت­ و حبوبات می­باشند (1).

از طرفی، گوشت طیور نقش بسیار مهمی در تأمین پروتئین ایفا می‌کند و در حفاظت از سیستم عصبی بدن نیز مؤثر می‌باشد. سطح بالایی از ویتامین Bᴣ (نیاسین) در گوشت مرغ موجود است که از بیماری‌های ناشی از بالا رفتن سن جلوگیری می­کند. فیله مرغ علاوه‌بر اینکه حاوی مقادیر زیادی نیاسین است سرشار از سلنیوم نیز می­باشد که در بدن یک آنتی‌اکسیدان محسوب می­شود. همچنین ازآنجاکه گوشت مرغ حاوی چربی­های اشباع‌‌نشده است، در مقایسه با گوشت قرمز مفیدتر است و یکی از کم­خطرترین گوشت­ها به ‌حساب می­آید. اسید‌آمینه ترپتوفان موجود در گوشت مرغ نیز از آمینواسیدهای مهم و ضروری است که در افزایش سطح سروتونین در مغز مؤثر می‌باشد و به خواب راحت و مفید کمک زیادی می­کند. از خواص دیگر این اسید‌آمینه می‌توان به ویژگی ضدافسردگی آن اشاره کرد. فسفر گوشت مرغ علاوه‌بر اینکه بر عملکرد پروتئین­ها برای ترمیم سلول­ها و بافت­ها کمک زیادی می­کند در ساختمان دندان­ها و استخوان­ها مؤثر است (2).

باوجوداین، استفاده از گوشت طیور عاری از خطر نیز نیست و یکی از دلایل آن استفاده از آنتی‌بیوتیک­ها به‌منظور جلوگیری از بیماری و افزایش راندمان رشد است. وجود باقیمانده آنتی­بیوتیک در لاشه طیور و انتقال آن به بدن مصرف‌کنندگان ممکن است باعث ایجاد مقاومت آنتی­بیوتیک و ازدیاد حساسیت در انسان شود (3). بنابراین غیر از نیاز به پژوهش­هایی در‌زمینه یافتن جایگزین مناسب برای آنتی­بیوتیک­ها برای پرورش طیور، ارائه راهکارهای ساده که امکان کاهش سطح آنتی‌بیوتیک در بافت مرغ حین طبخ را مهیا کند نیز امری ضروری می­باشد. از این جمله می­توان به نقش تیمارهای حرارتی در این زمینه اشاره کرد. طی مطالعات صورت‌گرفته، فرایند حرارتی مانند سرخ کردن می­تواند باعث تبدیل آنتی­بیوتیک­هایی مانند تایلوزین به متابولیت­های کم‌خطر آن شامل تایلوزین B دسمیکوزین و تایلوزین A شود (4).

همچنین گزارش شد که آنتی‌بیوتیک اکسی تتراسایکلین در گوشت مرغ تحت فرایند کباب­ کردن کاهش پیدا می‌کند و این فرایند به تخریب اکسی­تتراسایکلین و تولید محصولات آن از‌جمله (  و ( ) و کاهش غلظت سمی این آنتی­بیوتیک منجر می­‌شود (5). مطالعات صورت‌گرفته در‌زمینه آنتی­بیوتیک­ سولفامتازین نیز نشان دادند در محصولات غذایی که تحت فرایند مایکروویو قرار گرفته بودند، این فرایند حرارتی به تخریب و از بین رفتن آنتی­بیوتیک و تبدیل شدن آن به متابولیت­های کم‌خطر منجر شد و  افزایش دما  مدت‌زمان مایکروویو میزان سمیت آن را به مقدار بیشتری کاهش داد (6).

از دیگر روش­های متداول طبخ گوشت مرغ، فرایند پخت در آب است. بر‌اساس گزارشات موجود، آنتی­بیوتیک انروفلوکساسین در گوشت مرغ تحت فرایند­های مختلف پختن کاهش پیدا می­کند و این روش­های حرارتی به تخریب انروفلوکساسین و تولید محصولات آن (سیپروفلوکساسین) منجر می­شود. در‌نتیجه غلظت سمی این آنتی­بیوتیک کاهش پیدا می­کند. دراین‌بین نقش روش پخت در آب، محسوس­تر می‌باشد و در این روش، به‌دلیل تراوش بخش عمده آنتی‌بیوتیک به درون فاز مایع، میزان کاهش مشاهده‌شده بیشتر بوده است (4، 7). همچنین میزان اسیدیته و قدرت یونی ناشی از حضور نمک­ها در محیط نیز از عوامل دیگری می‌باشند که بر‌اساس مطالعات صورت‌گرفته، ممکن است بر کاهش میزان باقیمانده آنتی‌بیوتیک در بافت گوشت مرغ مؤثر باشند (8).

از طرفی دیگر، در راستای رسیدن به بهترین روش­ها با حداقل هزینه، استفاده از روش­های بهینه­سازی مورد توجه قرار گرفته­اند. در‌واقع بهینه‌سازی عبارت است از بهبود عملکرد یک سیستم، فرایند یا تولید به‌منظور دستیابی به بهترین نتایج. از میان چندین روش موجود در این زمینه، روش سطح پاسخ (Response Surface Methodology) رایج­ترین روش موجود است (9).

با‌توجه‌به آنچه بیان شد، یافتن بهترین روش طبخ و تأثیر برخی افزودنی­ها برای رسیدن به پایین­ترین سطح آنتی‌بیوتیکی در بافت گوشت مرغ امری ضروری است که می­تواند به بالا رفتن سطح سلامت جامعه کمک شایان توجهی کند و مطالعاتی که بتوانند روشی ساده، دردسترس و امکان­پذیر به مصرف­کننده ارائه دهند بسیار اندک بودند. در همین راستا، هدف از مطالعه حاضر، یافتن و به‌کارگیری یک روش پخت مناسب و ساده و بهینه‌سازی شرایط آن ازنظر میزان نمک، اسیدهای آلی (اسید‌سیتریک) و زمان پخت به‌منظور از بین بردن بقایای آنتی­بیوتیک در بافت گوشت مرغ و ارتقای کیفی و افزایش ایمنی غذایی بود.

مواد و روش کار

پس از دریافت کد اخلاق (‌9/1402/IR.SU.REC)، 15 جوجه گوشتی 20 روزه نژاد راس 308 تهیه شدند و برای پاک کردن بدن آن­ها از بقایای آنتی­بیوتیک احتمالی، 10 روز نگهداری و غذای عاری از آنتی‌بیوتیک به آن‌ها داده شد. پس از پایان این دوره، 20 میلی‌گرم بر کیلوگرم انروفلوکساسین به عضله سینه پرندگان تزریق شد. پس از گذشت 24 ساعت از تجویز دارو، پرندگان کشتار شدند و نمونه‌هایی به وزن 10 گرم از محل گوشت سینه گرفته شد و پس از ثبت مشخصات تا زمان انجام آزمایشات در ظروف سترون از جنس پلی­اتیلن و در دمای 20- درجه سانتی‌گراد منجمد گردیدند.

 بر‌اساس طرح ارائه‌شده توسط نرم­افزار دیزاین اکسپرت نسخه 3/0/11، هجده پروتکل متفاوت از‌نظر زمان فرایند حرارتی (10، 20 و 30 دقیقه)، مقدار اسید‌سیتریک (5/0، 1 و 5/1 درصد حجمی/حجمی) و مقدار نمک کلرید سدیم (1، 2 و 3 درصد وزنی/حجمی) جهت پخت نمونه­ها مورد استفاده قرار گرفت. بدین‌‌منظور، نمونه­‌های 10 گرمی با ضخامت 2 سانتی­متر در 100 سی‌سی آب 100 درجه سانتی­گراد حاوی درصدهای مشخص نمک و اسید، غوطه‌ور و در زمان­های مقرر خارج شدند و باقیمانده دارویی پس از پخت آن‌ها با روش HPLC تعیین گردید. نتایج حاصله به‌عنوان پاسخ‌های نهایی در نرم‌افزار وارد و آنالیز گردیدند. بدین‌منظور از دستگاه Water preplc HPLC مدل 4000 ساخت آمریکا استفاده شد. همچنین ستون مورد‌استفاده C18 125×4 میلی­متر (5 میکرومتر ساخت آمریکا) بود.

جهت آماده­سازی نمونه‌ها برای تزریق به HPLC، از روش Thomas-Gasco و همکاران در سال 2022، با کمی تغییرات استفاده شد (10). بدین‌منظور 5 گرم از هر نمونه برداشته شد. 15 میلی­لیتر حلال استخراج به آن اضافه گردید و به‌مدت 3 تا 5 دقیقه با ورتکس مخلوط شد تا کاملاً یکنواخت گردیدند. سپس به‌مدت 5 دقیقه سانتریفیوژ شد و محلول شفاف روی آن برداشته ‌شد و pH آن با محلول سود 1/0 مولار روی 7 تنظیم گردید. از این محلول 1 میلی­لیتر برداشته و­ داخل لوله‌آزمایش ریخته شد. به آن 5 میلی­لیتر آب مقطر اضافه و مخلوط گردید. سپس 200 میکرولیتر کلروفرم به آن اضافه و به‌مدت 1 تا 2 دقیقه با ورتکس مخلوط گردید. در‌نهایت فاز زیرین که کلروفرم بود برداشته ‌شد و داخل ویال ریخته شد و با نیتروژن خشک گردید. 100 میکرو لیتر از فاز متحرک به داخل ویال ریخته شد و با ورتکس مخلوط و درنهایت نمونه به دستگاه تزریق گردید.

به‌منظور استخراج توسط فاز جامد، از کارتریج استفاده شد (Sep-Pak®Vacl cc‌100 میلی­گرم). ابتدا کارتریج با 5/2 میلی­لیتر متانول و سپس 5/2 میلی­لیتر آب (HPLC grade) آماده گردید. محلول استخراجی و صاف‌شده از مرحله قبل روی آن ریخته و سپس، ابتدا با 3 میلی­لیتر آب و بعد با 3 میلی­لیتر بافر 2/0 مولار دی سدیم هیدروژن فسفات (9=pH) و نهایتاً با 5 میلی­لیتر آب شست‌وشو شد. در مرحله بعد کارتریج توسط هوا خشک گردید و انروفلاکساسین با 5/3 میلی­لیتر متانول از آن شسته شد. مواد خارج‌شده در دمای 38 درجه ­سانتی­گراد به‌مدت 48 ساعت خشک گردیدند و در 250 میلی­لیتر بافر 2/0 مولار دی سدیم هیدروژن فسفات حل و 30 ثانیه ورتکس شدند و سپس در دور 4400 گرم به‌مدت 5 دقیقه و در دمای 4 درجه سانتی­گراد سانتریفیوژ شدند و لایه رویی جدا گردید.

برای آماده‌سازی استاندارد، 10 میلی­گرم از انروفلوکساسین خالص داخل ACN حل گردید و به حجم 100 میلی­لیتر رسانده شد. سپس از این غلظت، استوک­هایی با غلظت 10 تا 640 (10-20-40-80-160-320-640) میکروگرم در میلی­لیتر آماده و از هر غلظت 20 میکرولیتر به دستگاه تزریق شد. سرعت فاز متحرک 1 میلی­لیتر در دقیقه تنظیم گردید. نهایتاً بر‌اساس غلظت­های مختلف استاندارد­ها و سطح زیر پیک‌ها نمودار استاندارد ترسیم شد (تصویر 1).

­برای بهینه­سازی فرایند، با روش سطح پاسخ، از طرح مرکب مرکزی (Central composite design) با نقاط مرکزی در هر وجه (Face center) و 4 نقطه مرکزی برای بررسی تأثیر 3 متغیر مستقل استفاده شد. سطوح کد‌شده و واقعی متغیرها که توسط نرم‌افزار ارائه‌ شده بودند، در جدول 1 ارائه شدند.

معنی­دار بودن یا نبودن هر‌یک از ضرایب مدل­های ارائه‌‌شده توسط نرم­افزار، ازطریق بـررسی P-value مشخص گردید و مقادیری که ارزشی بالاتر از 05/0 داشتند، معنی­دار نبودند و از مدل­ها حذف شدند تا مدل­های جدیدی با پارامترهای معنی­دار (05/0>P) به‌ دست آیند. کیفیت مدل­های مناسب از‌طریق بررسی ضریب همبستگی و ضریب همبستگی تنظیم‌شده بررسی گردیدند. همچنین برای بررسی تصویری و گرافیکی تأثیرات متغیرهای مستقل، بنا‌بر توصیه سایر محققین، از طرح­های سه‌بعدی و مدل­های رگرسیونی استفاده شد (11).

نتایج

تصویر 2 (الف و ب)، کروماتوگرام انروفلوکساسین در استاندارد و یکی از نمونه­های گوشت را نشان می­دهد. زمان بازداری (Retention‌time) انروفلوکساسین حدود 5/4 دقیقه و منحنی درجه‌بندی انروفلوکساسین در محدوده غلظت 10 تا 640 میکروگرم در میلی­لیتر، خطی و از ضریب رگرسیون بالایی (99/0=2R ) برخوردار بود.

تعیین مدل­های رگرسیونی مناسب: درصد کاهش آنتی‌بیوتیک موجود در بافت گوشت مرغ، پس از اعمال تیمارهای طراحی‌شده، در جدول 2 آورده شده­ است. همچنین با آنالیز داده­ها، مقادیر بهینه‌شده با مدل خطی تعریف شدند. ضریب همبستگی به‌دست‌آمده برای مدل نهایی معادل 7412/0 بود. همان‌طور که در جدول 2 مشخص است، مقادیر تجربی به‌دست‌‌آمده هم‌خوانی مناسبی با مقادیر پیش‌بینی‌شده توسط روش سطح پاسخ داشتند.

از جدول تحلیل واریانس­ها برای بررسی معنی­دار بودن یا نبودن پارامترهای مدل­ها نیز استفاده شد (جدول 3). متغیرهایی که بیشترین تأثیر را بر درصد کاهش مقدار آنتی‌بیوتیک داشتند، به‌ترتیب پارامتر خطی درصد اسید‌سیتریک، پارامتر خطی درصد نمک (05/0>P) و درنهایت پارامتر خطی زمان فرایند بوده‌اند که اثر معنی‌داری در مدل نداشت. میزان انروفلوکساسین در نمونه گوشت مرغ بدون تیمار­های پخت با کنترل 130 میکروگرم در کیلوگرم (ppb) محاسبه گردید. همچنین معادله رگرسیونی به­دست آمده برای محاسبه میزان کاهش آنتی­بیوتیک بر اساس پارامترهای حقیقی به صورت فرمول شماره 1 ارائه شد.

فرمول شماره 1:

Y=47/31+36/0X1+93/21X2+73/6X3

1X: زمان فرایند (دقیقه)

2X: درصد اسید‌سیتریک (حجمی/حجمی)

3X: درصد کلرید سدیم (وزنی/حجمی)

بررسی نمودارهای سه‌بعدی و کانتور مدل­ رگرسیونی: برای مشهود شدن اثر متغیرهای مستقل بر پاسخ­، ارائه طرح­های سه‌بعدی و کانتور بسیار مؤثر می‌باشد (11). برای ترسیم این طرح­ها، در هر طرح 2 متغیر مستقل و 1 متغیر وابسته درحالی‌که سومین متغیر مستقل در مقدار مرکزی خود (مقدار میانی که توسط نرم­افزار با داشتن مقادیر حداکثر و حداقل ارائه‌شده بود) ثابت نگهداشته شده بود، به تصویر کشیده شدند. بدین‌ترتیب 3 طرح سه‌بعدی و کانتور به دست آمد که در هر طرح، یکی از متغیرهای مستقل در مقدار میانی خود ثابت قرار گرفت (زمان روی 20 دقیقه، اسید‌سیتریک، 1 درصد و کلرید سدیم 2 درصد) و تأثیر 2 متغیر دیگر بر پاسخ در تصاویر‌ شماره 3 الی 5 ترسیم گردید.

در تصویر 3، با ثابت گرفته شدن زمان فرایند حرارتی، تأثیر 2 پارامتر مقدار کلرید سدیم و اسیدسیتریک به تصویر کشیده شده است. همان‌طور که‌ مشخص است، افزایش مقدار اسید و نمک در محیط موجب افزایش تجزیه آنتی‌بیوتیک گردیده و صفحه ترسیم‌شده از اثر این دو تیمار، شیب تندی داشت که نشان‌دهنده تأثیر قابل‌توجه و معنی‌دار این دو پارامتر بر میزان کاهش آنتی‌بیوتیک در بافت گوشت مرغ می‌باشد. با بررسی این نمودار، این نتیجه حاصل شد که تأثیر افزایش مقدار اسید در غلظت‌های پایین نمک در کاهش درصد آنتی‌بیوتیک به‌طور معنی‌دار بیشتر از تأثیر افزایش غلظت نمک در مقادیر پایین اسید بود و به‌عبارت‌دیگر اثر اسید (با غلظت کم) با غلظت‌های بالای نمک تا حدودی خنثی ‌شده بود.

در تصویر 4، با ثابت گرفته شدن مقدار کلرید سدیم، تأثیر 2 پارامتر زمان فرایند حرارتی و مقدار اسید‌سیتریک به تصویر کشیده شده است. همان‌طور که در تصویر مشخص است، افزایش مقدار اسید و زمان فرایند، درمجموع موجب کاهش آنتی‌بیوتیک گردیده و صفحه ترسیم‌شده از اثر این دو تیمار نیز نشان‌دهنده شیب تندی می‌باشد. البته با تحلیل تصویر به‌دست‌آمده مشخص گردید تأثیر اسیدسیتریک بر شیب صعودی نمودار بسیار بیشتر و معنی‌دارتر از اثر زمان فرایند حرارتی بود که پیش‌تر نیز در جدول تحلیل واریانس این تأثیر مشخص‌شده بود.

در تصویر 5، با ثابت گرفته شدن مقدار اسید‌سیتریک، تأثیر 2 پارامتر زمان فرایند حرارتی و مقدار نمک کلرید سدیم به تصویر کشیده شده است. همان‌طور که در تصویر مشخص است، افزایش مقدار نمک و زمان فرایند، درمجموع موجب کاهش آنتی‌بیوتیک گردیده و صفحه ترسیم‌شده از اثر این دو تیمار نیز شیب مثبت داشت. تحلیل تصویر به‌دست‌آمده نشان داد تأثیر افزایش مقدار نمک بر شیب صعودی نمودار، بسیار بیشتر و معنی‌دارتر از اثر زمان فرآیند حرارتی است که پیش‌تر نیز در جدول تحلیل واریانس این تأثیر مشخص‌ شده بود.

بهینه­سازی شرایط پخت برای رسیدن به حداقل میزان آنتی‌بیوتیک در بافت گوشت مرغ: برای پیدا کردن مشخصات روش پخت بهینه توسط نرم­افزار، در قسمت بهینه­سازی، برای هریک از متغیرهای مستقل، محدوده مناسب تعریف شد، سپس به متغیر وابسته بر‌اساس میزان اهمیت آن­، وزن ارزشی مناسب داده‌ شد و نهایتاً تحلیل انجام گردید (12). بدین‌منظور، برای متغیرهای مستقل محدوده حداقل تا حداکثر (in range) تعریف شد و حد تخریب آنتی‌بیوتیک، حداکثر در نظر گرفته شد. همچنین وزن داده‌شده به متغیرهای مستقل، 3 و وزن پاسخ 5 تعیین گردید. بر‌اساس بهینه­سازی ارائه‌شده، زمان فرایند، 591/26 دقیقه، اسید‌سیتریک، 491/1 درصد حجمی / حجمی، کلرید سدیم، 954/2 درصد وزنی / حجمی و میزان کاهش آنتی­بیوتیک در شرایط بهینه اعمال‌شده، 819/93 درصد پیش­بینی شد. همچنین میزان مطلوبیت (Desirability) معادل 1 بود.

بحث

همان‌طور که نتایج مطالعه حاضر نشان داد مدت‌زمان حرارت‌دهی، درصد نمک و درصد اسید، هر سه در کاهش میزان باقیمانده آنتی­بیوتیک انروفلوکساسین در گوشت مرغ تأثیر مثبت داشتند. بر‌اساس نتایج مطالعات پیشین، با افزایش زمان پخت، میزان تبدیل و تخریب ساختار آنتی­بیوتیک­ها افزایش و سمیت آن­ها کاهش می­یابد. در این زمینه به‌طور ویژه، انروفلوکساسین به محصولات آن، مانند سیپروفلوکساسین تبدیل می‌شود و در‌نتیجه غلظت سمی این آنتی­بیوتیک کاهش پیدا می­کند (4، 5، 7).

گزارش­های موجود نشان دادند افزایش مدت‌زمان حرارت­دهی، موجب آزاد شدن بیشتر آنتی‌بیوتیک انروفلوکساسین از بافت به محیط­های آبی شده و در‌نتیجه غلظت این آنتی‌بیوتیک در بافت کاهش می­یابد (13).

در ارتباط با تأثیر هم‌زمان اسیدهای آلی و نمک و حرارت در کاهش باقیمانده انروفلوکساسین در گوشت مرغ مطالعه مشابهی صورت نگرفته است و مطالعه حاضر برای اولین‌بار به این موضوع می­پردازد، اما Wetzstein و همکاران در سال 1997، اثبات کردند که گلوکورونیداسیون، دآلکیلاسیون و همچنین اکسیداسیون گروه‌های آمین از مهم‌ترین روش‌های متابولیزه شدن فلوروکینولون­ها می‌باشند. همچنین ثابت ‌شده است که آزاد شدن یون کلر پس از انحلال در آب از مهم‌ترین کاتالیزورهای اکسیداسیون گروه‌های آمین به ایمین‌ها می­باشد، بنابراین کاهش میزان باقیمانده انروفلوکساسین با افزایش درصد نمک در آب را می‌توان این‌گونه توجیه کرد (14). همچنین براساس نقش حضور نمک­ها بر میزان حلالیت پروتئین­ها، افزایش نمک تا حدودی می­تواند انحلال‌پذیری پروتئین را افزایش دهد (salting in) که دلیل آن، افزایش انرژی الکترواستاتیکی بین مولکول­های پروتئین بیان شده است، اما با افزایش قدرت یونی به دلایلی مانند رقابت مولکول­های نمک با مولکول­های پروتئین برای اتصال با آب، انحلال‌پذیری کاهش می­یابد (salting out). در این راستا، Zhao و همکاران در سال 2020 بیان کردند افزایش غلظت مولی نمک به انحلال­پذیری بیشتر اکتومیوزین منجر می­‌شود (15). بر‌این‌اساس و با بررسی نتایج به‌دست‌آمده در مطالعه حاضر، افزایش نمک به سمت مقادیر حداکثری، به دناتوره شدن پروتئین و تراوش آب و مواد محلول به محیط پیرامون در حین پخت منجر شد که میزان آنتی­بیوتیک اندازه­گیری‌شده در بافت را کاهش داد، اما در مقادیر کمتر به‌دلیل پایداری و انحلال‌پذیری بیشتر، خروج این مواد از بافت کمتر بود و بنابراین مقدار آنتی­بیوتیک در بافت بالاتر بود.

به‌موازات این اثر کاهش pH گوشت تحت تأثیر اسید آلی در حین تیمار حرارتی می‌تواند به‌طور معنی‌داری میزان باقیمانده آنتی‌بیوتیک‌ها را بیشتر از pH طبیعی کاهش دهد که این امر به نزدیک شدن pH به نقطه ایزوالکتریک گوشت مرغ (حدود 5=pH) مرتبط است که در این شرایط ظرفیت نگهداری آب (water holding capacity) به کمترین میزان خود می‌رسد و سبب خروج بخشی از بقایای درونی همراه ترشح آب از گوشت می‌شود. Richardson و همکاران در سال 2007 بیان کردند با افزایش غلظت مولی نمک و کاهش اسیدیته، ویژگی­هایی مانند قابلیت اتصال به آب (water binding capacity) افزایش می­یابد (16). باتوجه‌به آنچه بیان گردید، حل شدن نمک در آب با افزایش قدرت یونی، تأثیر بسزایی در انحلال انروفلوکساسین کاتیونی در آب دارد (17، 18).

Hosein و همکاران در سال 2011، ثابت کردند در غلظت‌های کم اسید، نمک با افزایش اسمولاریتی و همچنین pH مانع از اثر اسید شده و تأثیر آنتاگونیستی با اسید دارد که البته با افزایش غلظت اسید این اثر آنتاگونیستی از بین رفت. همان‌طور که نتایج مطالعه حاضر نیز نشان داد نمک تا حدودی مانع از اثر اسید در غلظت کم در کاهش غلظت انروفلوکساسین شد (19).

طبق یافته­های مطالعه حاضر و نتایج محققین دیگر درباره اثرات روش­ پخت آب­پز کردن بر باقیمانده آنتی­بیوتیک در گوشت مرغ می­توان این‌گونه نتیجه­گیری کرد که روش پخت مناسب و بهینه‌سازی شرایط آن ازنظر میزان نمک، اسیدهای آلی (اسیدسیتریک) و زمان پخت، بر کارایی آب‌پز کردن و از بین بردن بقایای آنتی‌بیوتیک نقش بسزایی دارد.

نتیجه­­گیری نهایی: با‌توجه‌به اهمیت فراورده­های پروتئینی حیوانی از‌جمله گوشت طیور و همچنین پروتکل­های پرورشی که در حال حاضر بر مبنای استفاده از آنتی­بیوتیک­ها در راستای جلوگیری از شیوع بیماری و افزایش راندمان رشد می­باشند، یافتن روش­هایی در طبخ که به کاهش اثر منفی این دسته از مواد بر مصرف­کنندگان کمک کند، امری ضروری است. در مطالعه حاضر، مبنای استفاده از زمان­های مختلف پخت به‌صورت آب‌پز، میزان نمک و مقدار اسید‌سیتریک و بررسی اثر این متغیرها بر باقیمانده آنتی­بیوتیک انروفلوکساسین بود و براساس نتایج به‌دست‌آمده، افزایش زمان پخت و استفاده از نمک و اسید، نقش بسزایی بر کاهش محتوای این آنتی­بیوتیک در نمونه­های بررسی‌شده داشت، بنابراین با پیشنهاد این روش­ها می­توان خطر مصرف گوشت طیور برای مصرف­کنندگان را کاهش داد. همچنین بهترین شرایط برای رسیدن به حداقل مقدار آنتی‌بیوتیک (حداکثر میزان کاهش درون بافت گوشت) شامل مدت‌زمان پختن 59/26 دقیقه، درصد نمک 95/2 و درصد اسید 49/1 بود.

سپاسگزاری

از کلیه کارکنان دانشکده دامپزشکی دانشگاه سمنان، مسئولین آزمایشگاه­ها و سایر اساتیدی که با نقطه‌نظرات ارزنده خود در مسیر مطالعه حاضر همراهی کردند تقدیر و تشکر می‌شود.

تعارض منافع

بین نویسندگان تعارض در منافع گزارش نشده است.

References

  1. Diez JG, Concalves C, Grispoldi L, Cenci-Goga B, Saraiva C. Determining food stability to achieve food security. Sustainability. 2021;13(13):7222-7235. doi: 10.3390/su13137222
  2. Bohrer BM. Nutrient density and nutritional value of meat products and non-meat foods high in protein. Trends Food Sci Technol. 2017;65:103-112. doi: 10.1016/j.tifs.2017.04.016
  3. Kazeminia S, Rashidi H, Ghalekhani N, Ghasemzadeh A, Nasiri N, Sharifi H. Detection of antibiotic residues in poultry carcasses in Kerman poultry abattoirs during 2015-2016. J Vet Res. 2021,75(2):166-172. doi: 10.22059/jvr.2018.250157.2751
  4. Heshmati A, Salar Amoli J, Kamkar A, Hassan J, Jahed GH. Experimental study of the effects of cooking methods on Tilmicosin residues in chicken. J Vet Res. 2014;69(3):283-290. . doi: 10.22059/jvr.2014.51739
  5. Nguyen V, Li C, Zhou G. The degradation of oxytetracycline during thermal treatments of chicken and pig meat and the toxic effects of degradation products of oxytetracycline on rats. J Food Sci Technol. 2015;52(5):2842-2850. doi: 10.1007/s13197-014-1306-x
  6. Hussein MA, Ahmed MM, Morshedy AM. Effect of cooking methods on some antibiotic residues in chicken meat. J Vet Res. 2016;64(2):225-231.
  7. Hassan MA, Reham AA, Nahla AAE, Ghanem MA. Enrofloxacin residues in chicken meat and giblets. Benha Vet Med J. 2019;36(1):175-183. doi: 10.21608/bvmj.2019.103409
  8. Yin F, Dong H, Zhang W, Zhu Z, Shang B. Antibiotic degradation and microbial community structures during acidification and methanogenesis of swine manure containing chlortetracycline or oxytetracycline. Bioresour Technol. 2018;250:247-255. doi: 10.1016/j.biortech.2017.11.015 PMID: 29174902
  9. Bezerra MA, Santelli RE, Oliveira EP, Villar LS, Escaleira LA. Response surface methodology (RSM) as a tool for optimization in analytical chemistry. Talanta. 2008;76(5):965-977. doi: 10.1016/j.talanta.2008.05.019 PMID: 18761143
  10. Tomas-Gasco A, Nazir K, Esposito P, Minguillon C, Barron D. Effect of diverse cooking treatments on enrofloxacin residues and its metabolites in chicken tissues by LC-MS. ACS Food Sci Technol. 2022;2(10):1639-1649. doi: 10.1021/acsfoodscitech.2c00232
  11. Gharibzahedi SMT, Mousavi SM, Hamedi M, Ghasemlou M. Response surface modeling for optimization of formulation variables and physical stability assessment of walnut oil in-water beverage emulsions. Food Hydrocoll. 2012;26:293-301. doi: 10.1007/s11947-011-0763-8
  12. Yolmeh M, Jafari SM. Application of response surface methodology in the food industry process. Food Bioproc Tech. 2017;10:413-433. doi: 10.1007/s11947-016-1855-2
  13. Javadi A, Mirzaei H, Khatibi S. Experimental study on effect of roasting, boiling and microwave cooking methods on enrofloxacin antibiotic residues in edible poultry tissues. Afr J Pharm Pharmacol. 2011;5(2):214-218. doi: 10.5897/AJPP10.378
  14. Wetzstein HG, Schmeer N, Karl W. Degradation of the fluoroquinolone enrofloxacin by the brown rot fungus Gloeophyllum striatum: identification of metabolites. App Environ Microbiol. 1997; 63(11):4372-4281. doi: 10.1128/aem.63.11.4272-4281.1997
  15. Zhao D, He J, Zou X, Nian Y, Xu X, Zhou G, Li C. Influence of salting process on the structure of in vitro digestibility of actomyosin. J Food Sci Thechnol, 2020;57(5):1763-1773. doi: 10.1007/s13197-019-04210-w PMID: 32327787
  16. Rechardson IR, Jones JM. The effect of salt concentration and pH upon water binding, water holding and protein extractability of turkey meat. Int J Food Sci, 2007;22(6):683-692. doi: 10.1111/j.1365-2621.1987.tb00537.x
  17. Hazra S, Kushawaha AK, Yadav D, Dolui P, Deb M, Elias AJ.Table salt as a catalyst for the oxidation of aromatic alcohols and amines to acids and imines in aqueous medium: effectively carrying out oxidation reactions in sea water. Green Chem. 2019;21:1929-1934. doi: 10.1039/C9GC00497A
  18. Vivienne EE, Josephine OKO, Anaelom NJ. Effect of temperature (cooking and freezing) on the concentration of oxytetracycline residue in experimentally induced birds. Vet World. 2018;11(2):167-180. doi: 10.14202vetworld.2018.167-171 PMID: 29657398
  19. Hosein AM, Breidt FJr, Smith CE. Modeling the effects of sodium chloride, acetic acid, and intracellular pH on survival of Escherichia coli O157:H7. App Environ Microbiol. 2011;77(3):889-95. doi: 10.1128/AEM.02136-10
Journal of Veterinary Research
Volume 79, Issue 2
June 2024
Pages 71-80

Files

Share

How to cite

Statistics