Przeciwdrobnoustrojowe działanie wybranych przypraw

40
przyprawy i dodatki do mięs
Przeciwdrobnoustrojowe
działanie wybranych przypraw
Współczesność stawia przemysłowi mięsnemu coraz wyższe wymagania, dotyczące m.in. wysokiej jakości, stabilności mikrobiologicznej wyrobów gotowych i dłuższej
trwałości produktów. Jednak wprowadzanie
do żywności chemicznych substancji konserwujących napotyka na coraz częstszą krytykę konsumentów i wiąże się z koniecznością
poszukiwania nowych dodatków, zwłaszcza
pochodzenia naturalnego, które wykazują
działanie konserwujące. Rozwiązaniem tego
problemu może okazać się stosowanie przypraw. Zwiększają one nie tylko walory smakowo-zapachowe mięs i uzyskanych z nich
wyrobów, ale wpływają również na zahamowanie wzrostu drobnoustrojów. Warto podkreślić, że odpowiednio dobrane przyprawy
można i należy stosować do każdego rodzaju
mięsa i jego przetworów.
Przyprawy to wysuszone części roślin: korzenie, kora, liście, kwiaty, pączki kwiatowe, owoce o charakterystycznym, aromatycznym zapachu. Występują w postaci całych lub
zmielonych części roślin, ich mieszanek, olejków eterycznych, ekstraktów, a także mikrokapsułkowanych preparatów przyprawowych.
Rolę przypraw naturalnych w przetwórstwie
mięsnym można rozpatrywać w kilku aspektach. Głównym celem ich stosowania jest
zmiana smaku, zapachu lub wyglądu wyrobów, niekiedy także poprawa ich strawności,
ale przyprawom warto przyjrzeć się bliżej także ze względu na ich wyjątkowe właściwości
przeciwdrobnoustrojowe.
Działanie przypraw na zmysły smaku i powonienia, specyficzne oddziaływanie na organizm konsumenta oraz działanie konserwujące
w stosunku do żywności są związane z za-
wartością substancji czynnych, które w przyprawach występują zazwyczaj kompleksowo,
często uzupełniając się w działaniu. Z tego
względu działanie całej przyprawy jest korzystniejsze od działania każdego związku z osobna, zwłaszcza otrzymanego syntetycznie. Do
ważnych substancji biologicznie czynnych występujących w przyprawach należą m.in. olejki eteryczne, alkaloidy, glikozydy, garbniki i fitoncydy.
W literaturze odnaleźć można wiele doniesień
na temat przeciwdrobnoustrojowego działania przypraw. Za najbardziej skuteczne w hamowaniu rozwoju bakterii, grzybów i wirusów
uważa się m.in. czosnek i cebulę, rozmaryn, tymianek, oregano. Zawierają one olejki eteryczne o specyficznych właściwościach, zdolnych
zahamować wzrost drobnoustrojów. Do najbardziej aktywnych składników tych olejków
należą związki fenolowe, które unieczynniają enzymy poprzez tworzenie wiązań wodorowych między grupami karbonylowymi i centrum aktywnym enzymu. Aktywność olejków
eterycznych jako dodatków do produktów
spożywczych może być wykorzystana dwojako: mogą one działać jak konserwanty i przedłużać czas przechowywania pokarmów lub
wspomagać działanie innych konserwantów.
Dodawane do potraw mogą również chronić
konsumenta przed infekcjami gastrycznymi.
Podkreślić należy, że aktywność przeciwdrobnoustrojowa przypraw zależy od gatunku rośliny, rodzaju drobnoustrojów i ich oporności
oraz od sposobu przygotowania wyciągów z roślin przyprawowych.
Czosnek pospolity (Allium sativum L.) jest jednym z najbardziej znanych przedstawicieli rodzaju Allium, należącego do rodziny liliowatych. Od najdawniejszych czasów używano go
cd. str. 42
42
przyprawy i dodatki do mięs
w celach przyprawowych, ale przede wszystkim jako zabezpieczenie przeciwko infekcyjnym chorobom przewodu pokarmowego.
Dzisiaj dla wielu osób jest on niezbędną przyprawą w kuchni oraz przeżywa swój renesans
jako środek terapeutyczny - dowody na działanie czosnku można znaleźć w ponad 2500
publikacjach naukowych poświęconych jego
składnikom chemicznym i właściwościom biologicznym. Ze względu na wszechstronne walory kulinarne, czosnek chętnie stosowany jest
przy przyrządzaniu tłustych potraw z wieprzowiny, baraniny i mięsa wołowego. Poprawia
smak potraw z drobiu, królika, dziczyzny, pasuje do ryb smażonych i mielonej masy rybnej.
W przetwórstwie mięsnym dodawany jest do
wielu popularnych wyrobów np. kabanosów,
kiełbas surowych i parzonych (białych), salami, wątrobianek delikatesowych, pasztetów.
Spośród wielu składników czosnku do ważniejszych należą związki siarkowe, pochodzące przede wszystkim z przemian aminokwasów i odpowiedzialne za charakterystyczny
zapach surowca. Należy do nich allicyna, pochodząca z rozpadu nieczynnej biologicznie
alliiny, będąca jedną z najważniejszych biologicznie aktywnych substancji czosnku. Z niej
powstają ajoen, allilooligo- i allilopolisiarczki
oraz winylodisiarczki. Czosnek zawiera także
olejek eteryczny, glikozydy, flawonoidy, nukleozydy, fitosterol, pektyny, składniki mineralne
(Mg, Fe, Zn, Mn, Cu, Ca, Mo, Co), prowitaminy A, D oraz witaminy B1, B2, C i PP. Szczególnie cenną właściwością witaminy B1 jest jej
zdolność łączenia się z allicyną, co w ustroju
konsumenta prowadzi do zwiększenia resorpcji tej witaminy.
Wiele badań naukowych potwierdziło aktywność przeciwdrobnoustrojową czosnku,
która obejmuje bakterie, grzyby, wirusy oraz
pierwotniaki. Czosnek działa aktywnie zarówno wobec bakterii Gram-dodatnich, jak
i Gram-ujemnych, i swoim działaniem obejmuje szczepy z rodzaju Escherichia, Salmonel-
la, Klebsiella, Proteus, Staphylococcus, Streptococcus, Bacillus i Clostridium. Wykazano jego
dużą aktywność wobec bakterii występujących
w przewodzie pokarmowym człowieka, także
wobec pałeczek Helicobacter pylori. Wyciągi
z czosnku mogą hamować wytwarzanie przez
szczepy gronkowców enterotoksyny A, B, C1
i termonukleazy. Natomiast na temat wpływu
czosnku na wytwarzanie toksyny botulinowej
przez laseczki Clostridium botulinum literatura podaje sprzeczne informacje.
Wyniki szeregu doświadczeń wykazały aktywność przeciwgrzybiczną czosnku - działa on na
grzyby drożdżopodobne, dermatofity i grzyby
pleśniowe. Należy podkreślić, że allicyna hamuje nie tylko rozwój grzybni grzybów pleśniowych, ale także wytwarzanie przez nie zarodników.
Działanie przeciwwirusowe czosnku zostało
zaobserwowane wobec wirusów: Herpes Simplex typ 1 i 2, Influenzae B virus, Parainfluenzae virus typ 3, Cytomegalovirus, Rhinovirus typ 2 i Vesicularvirus. Przypuszcza się, że
głównymi składnikami działającymi przeciwwirusowo są allicyna i ajoen, który powoduje
blokowanie integracji wirusa z DNA komórki
gospodarza.
Wiele współczesnych badań potwierdziło także aktywność przeciwpasożytniczą czosnku,
znaną już w Starożytności.
Cebula (Allium cepa L.) to kolejna przyprawa bardzo popularna w branży mięsnej, stosowana w postaci surowej, suszonej, smażonej,
a także w formie emulsji lub ekstraktu cebuli.
W przetwórstwie używana jest do większości
wyrobów wędliniarskich, m.in. do kiełbas delikatesowych oraz surowych, wyrobów podrobowych, metek, konserw mięsnych i pasztetów.
Wykorzystywana jest także do gotowych potraw mięsnych, dziczyzny, drobiu, ryb, wszelkiego rodzaju pieczeni, sosów i marynat.
Prekursorem zapachu i smaku cebuli jest organiczny związek siarki - allina, działający m.in.
silnie bakteriobójczo. Cebula zawiera cenny
cd. str. 44
44
przyprawy i dodatki do mięs
zespół witamin (A, C, B1, B2, PP) i składników mineralnych (m.in. Ca, P, K, Na, Mg, Fe,
Zn), węglowodany, białko, błonnik. Jest także, szczególnie czerwona i żółta, bogatym źródłem flawonoidów, zwłaszcza kwercetyny. Ma
ona znaczenie w zapobieganiu i zwalczaniu nowotworów oraz działa przeciwzapalnie, przeciwbakteryjnie, przeciwgrzybiczo i przeciwwirusowo. Na podstawie badań hiszpańskich
naukowców, w kwietniu 2010 r. w International
Journal of Food Science and Technology opublikowano informację, że ze względu na właściwości przeciwutleniające i antybakteryjne
składniki cebuli mogą być wykorzystane jako
naturalne konserwanty żywności, gdyż hamują zarówno wzrost bakterii powodujących psucie się żywności, jak i odpowiedzialnych za zatrucia pokarmowe. Na uwagę zasługuje także
fakt, że wszystkie swoje cenne właściwości cebula posiada nie tylko w formie surowej, ale
w dużej mierze także gotowanej czy smażonej.
Naturalne mieszanki warzywne na bazie cebuli i czosnku odgrywają obecnie dużą rolę
w przetwórstwie mięsa. Ich stosowanie ma na
celu wykształcenie charakterystycznego smaku i aromatu produktu, a dzięki ich właściwościom bakteriobójczym i bakteriostatycznym
zwiększa także bezpieczeństwo mikrobiologiczne produkcji przetworów mięsnych.
Rozmaryn lekarski (Rosmarinus officinalis L.)
jest od dawna znanym surowcem zielarskim
szeroko stosowanym w lecznictwie, kosmetyce
i jako przyprawa w produkcji żywności. Przejawia on dużą aktywność biologiczną, potwierdzoną w badaniach in vitro i in vivo. Zaliczany jest do przypraw o największej aktywności
antyoksydacyjnej, a także wykazuje działanie
przeciwdrobnoustrojowe i konserwujące.
Rozmaryn jako przyprawę używa się w postaci świeżych lub suszonych liści oraz olejku eterycznego z liści i kwiatów. Skład chemiczny
olejku rozmarynowego zależy od chemotypu
surowca (kamforowy, 1,8-cyneolowy i werbenonowy), a w jego skład wchodzą m.in.: kam-
fora, pinen, verbenon, geraniol, eugenol, karwakrol. Ekstrakty z rozmarynu zawierają także
inne metabolity wtórne: taniny, garbniki, diterpeny, triterpeny, steroidy i flawonoidy.
Rozmaryn stosowany jest chętnie jako dodatek
do różnych mięs (baranina, dziczyzna, drób),
ryb, potraw mącznych, kasz i ryżu. Poprawia
smak zup jarzynowo-mięsnych i ciemnych sosów, tworzy doskonałe kompozycje smakowe
z czosnkiem i duszonymi grzybami. Na szczególną uwagę zasługuje fakt, że ma on właściwości nadające wyrobom mięsnym przedłużony
stan świeżości. Aktywność przeciwdrobnoustrojowa tej przyprawy w dużej mierze zależy
od składu chemicznego ekstraktu (głównie od
zawartości olejków lotnych), pory zbioru i chemotypu rośliny. W badaniach przeprowadzonych na ponad 400 różnych ekstraktach pozyskanych ze 135 roślin zielarskich wykazano, że
ekstrakty z rozmarynu wykazują jedną z najwyższych aktywności przeciwdrobnoustrojowych. Charakteryzowały się one zdolnością
hamowania wzrostu bakterii Staphylococcus
aureus, Enterococcus faecalis, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa oraz grzybów Candida albicans i Microsporum gypseum
przy MIC (Minimal Inhibitory Concentration)
poniżej 10 μg/ml. Znaczące działanie antydrobnoustrojowe potwierdzono również dla
olejku rozmarynowego i wykazano, że skuteczniej działa on na bakterie Gram-dodatnie niż
Gram-ujemne. Badania dowiodły, że ekstrakty pozyskiwane z rozmarynu wykazują nie tylko wysoką aktywność w odniesieniu do m.in.
bakterii Helicobacter pylori, bakterii i grzybów
powodujących schorzenia skórne oraz drobnoustrojów wywołujących próchnicę zębów (np.
S. mutans i S. sobrinus), ale pozytywne wyniki testów otrzymano także wobec bakterii patogennych powodujących psucie się żywności
- ekstrakt z rozmarynu silnie hamuje wzrost
bakterii Listeria monocytogenes, E. coli, P. fluorescens czy L. sake. Wykazano, że ekstrakt
z rozmarynu ogranicza rozwój L. monocytocd. str. 46
46
przyprawy i dodatki do mięs
genes w mięsie przy stężeniu 2,5 mg/ml. Podobnie hamująco na wzrost tej bakterii działa
olejek eteryczny z rozmarynu, a dodatek kwasu mlekowego do olejku zwiększa skuteczność
jego działania - mieszanina kwasu mlekowego (o stężeniu 300 μg/g) i olejku eterycznego
z rozmarynu (o stężeniu 200 μg/g) całkowicie
hamuje wzrost listerii. Liczne badania wykazały również przeciwgrzybiczne działanie olejku eterycznego z rozmarynu w odniesieniu do
grzybów Aspergillus flavus i Aspergillus parasiticus, a przy stężeniu olejku wynoszącym 450
μg/g stwierdzono także hamowanie zdolności
syntezy aflatoksyn. Wyniki badań wskazują
więc na możliwość zastosowania olejku z rozmarynu do zabezpieczania żywności przed zakażeniami grzybami toksykogennymi.
Tymianek pospolity, zwany też właściwym
(Thymus vulgaris L.), z rodziny wargowych
(Lamiaceae) to wieloletnia roślina pochodząca z krajów śródziemnomorskich. Ma silny,
korzenny zapach i gorzkawy smak. Ziele tymianku wykazuje szereg właściwości terapeutycznych, ale jest to także popularna przyprawa do mięs, zup, sosów i sałatek warzywnych.
Jest składnikiem różnych ziołowych mieszanek
przyprawowych, w tym „ziół prowansalskich”.
Tymianek dodawany jest do wędlin, pasztetów,
mięsa mielonego, drobiu (szczególnie dzikiego), mięsa z królika, ryb. Natarcie przed pieczeniem wołowiny, cielęciny, jagnięciny tymiankiem oraz solą i pieprzem znacznie podnosi
walory smakowe tych mięs.
Najważniejszym składnikiem ziela tymianku
jest olejek eteryczny, którego głównymi składnikami są tymol oraz karwakrol. Wśród składników ziela są także obecne garbniki, kwasy
i flawonoidy. W licznych doświadczeniach wykazano, że wyciągi z tymianku, olejek tymiankowy i niektóre jego składniki działają przeciwdrobnoustrojowo. Na olejek tymiankowy
wrażliwe są np. ziarniaki z gatunku Staphylococcus aureus, Enterococcus faecium i Micrococcus luteus, pałeczki z gatunku Salmonella
choleresuis oraz Enterobacter cloacae, Pseudomonas fluorescens i P. putida, a także Listeria
monocytogenes. Olejek tymiankowy hamuje
również wzrost szczepów z rodzajów Lactobacillus, Bacillus, Bifidobacterium i Clostridium.
Ciekawe wyniki uzyskano w badaniach na temat konserwowania sałaty i mięsa wieprzowego olejkiem tymiankowym oraz z oregano wymienione olejki hamowały wzrost bakterii
Listeria sp., Enterobacter sp., Lactobacillus sp.
i Pseudomonas sp. W innych badaniach wykazano, że olejki tymiankowy, goździkowy i cynamonowy w stężeniu 1% obniżały 100 000
razy liczbę komórek bakterii Listeria monocytogenes i Salmonella enteritidis w niskotłuszczowych serach.
Oregano (w Polsce głównie lebiodka pospolita
- Origanum vulgare L.) to kolejna roślina przyprawowa o silnym działaniu przeciwdrobnoustrojowym. Zawiera do 3% olejku, bogatego
w fenole (karwakrol i tymol), a także seskwiterpeny, katechinę, kwasy fenolowe oraz flawonoidy. W badaniach in vitro wykazano, że olejek
z lebiodki ma działanie przeciwdrobnoustrojowe wobec licznych bakterii Gram-dodatnich
i Gram-ujemnych, włączając bakterie oporne
na antybiotyki. Z tego względu właściwości lebiodki interesują wielu badaczy, nie tylko pod
kątem możliwości wykorzystania jej w terapii,
ale także jako konserwantu do żywności.
Wykazano, że razem z czosnkiem oregano
może stanowić składnik jadalnych filmów na
bazie serwatki, którymi pokrywa się osłonki
kiełbas oraz pojedyncze plasterki żółtego sera.
Skutkuje to inhibicją wzrostu bakterii Staphylococcus aureus, Salmonella Enteritidis, Listeria
monocytogenes, Escherichia coli O 157:H7 i Lactobacillus plantarum. Stwierdzono także przeciwdrobnoustrojowe działanie olejku z oregano wobec patogennego szczepu Salmonella
typhimurium oraz bakterii fermentacyjnych
wytwarzających kwas mlekowy w mięsie wołowym przechowywanym w temp. 5˚C w warunkach próżniowych lub w opakowaniach
cd. str. 48
48
przyprawy i dodatki do mięs
modyfikowanych atmosferą. Dodatek olejku
z lebiodki w ilości 0,8% spowodował redukcję
początkowej liczby bakterii o ok. półtora cyklu logarytmicznego. W innym doświadczeniu
wykazano, że połączenie pakowania w atmosferze modyfikowanej z dodatkiem 0,1% olejku z oregano pozwala na zachowanie świeżości mięsa drobiowego nawet przez okres dwa
razy dłuższy niż pierwotnie, dzięki zmniejszeniu populacji mikroorganizmów o kilka (od 1
do 5) cykli logarytmicznych. Olejek z lebiodki,
podobnie jak z rozmarynu, dodany do kiełbas,
pasztetów i ryb hamuje wzrost Staphylococcus aureus, S. typhimurium, L. monocytogenes
oraz E. coli. Wykazano, że substancje zawarte
w tych olejkach opóźniają konsumpcję glukozy i kwasu mlekowego przez bakterie zawarte
w fazie wodnej wyrobów mięsnych.
Wrażliwe na oregano są także drożdże, w tym
gatunki chorobotwórcze dla człowieka, np.
Candida albicans i Candida crusei. Warto zaznaczyć, że właściwości oregano umożliwiają
zastępowanie tą przyprawą kwasu sorbowego
w wybranych rodzajach żywności.
Do konserwacji żywności można i należy wykorzystywać rośliny przyprawowe oraz uzyskane z nich olejki eteryczne ze względu na
ich wyjątkowo silne działanie antydrobnoustrojowe. Problemem jest jednak właściwe dobranie dawki przyprawy/olejku, tak aby
przy zachowaniu bezpieczeństwa mikrobiologicznego produktu nadal był on akceptowany przez konsumenta. Ze względu na potrzebę
zastępowania chemicznych dodatków do żywności substancjami pochodzenia naturalnego,
przedstawione w artykule obiecujące dane dotyczące aktywności przeciwbakteryjnej roślin
przyprawowych i uzyskiwanych z nich olejków
eterycznych wymagają dalszych badań.
dr inż. Magdalena Kuchlewska
Zakład Fizjologii Żywienia Człowieka
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie