Antimicrobial and Antioxidant Effect of Essential Oil in Refrigerated Beef Burger

Date
2022-08-30
Authors
Salah Aldeen Nassar Mohammad Zamel
صلاح الدين نصار محمد زامل
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Al-Quds University
Abstract
يعتبر كل من الأكسدة والنمو الميكروبي المسبب الرئيسي لتلف البرجر البقري. لذلك يتم استخدام إضافات غذائية صناعية تعمل على منع او تأخير الأكسدة والنمو الميكروبي المؤديان لتلف المواد الغذائية. ولكن هذه الإضافات الغذائية الصناعية تعتبر غير آمنة ولها أضرار صحية على الإنسان، مما أظهر الحاجة للبحث عن بدائل طبيعية آمنة تعمل كمواد حافظة في الصناعات الغذائية. في هذه الدراسة تم استخدام زيوت أساسية مختلفة من القرنفل والزعتر وإكليل الجبل كمواد حافظة طبيعية لزيادة مدة الصلاحية لمنتج البرجر البقري لمدة تصل الى 7 أيام دون الحاجة لاستخدام المواد الحافظة الصناعية. تم إضافة الزيوت العطرية على منتج البرجر البقري بتراكيز مختلفة (1 و1.5% ح/ ك)، كذلك هناك عينتان تم معالجتهما بمادة potassium lactate (2%) (100 ppm) Butylated hydroxytoluene كمواد مضادة ضابطة موجبة للميكروبات والأكسدة على التوالي. كذلك استخدمت احدى العينات بدون أي اضافات كعينة ضابطة سالبة لعمل المقارنات. تم قياس الفعالية التثبيطية الميكروبية للزيوت العطرية بواسطة فحوصات العد البكتيري الهوائي الكلي (total plate count)، Staphylococcus aureus، coliforms كذلك تم اجراء فحص تثبيط التأكسد (TBARS) وفحص ال pH. أظهرت نتائج الدراسة بأن إضافة الزيوت الأساسية أعطت فعالية تثبيطية عالية للميكروبات التي تمت دراستها. إن إضافة زيت القرنفل بتركيز (1.5%) أظهر تثبيط قوي ضد بكتيريا Staphylococcus aureus بنسبة 54% مقارنة مع عينة الضبط السالبة كذلك هناك فرق معنوي بينه وبين العينات الأخرى في الدراسة. كما وأظهرت الدراسة بأن زيت القرنفل (1 و1.5%) كان له تأثير مثبط قوي على بكتيريا الكوليفورم مقارنة مع العينات الأخرى. كذلك العد الكلي للبكتيريا انخفض في جميع عينات البرجر البقري المعالجة بالزيوت الأساسية المختلفة دون أن يكون هناك أي فرق معنوي بين الزيوت المختلفة. أما بالنسبة للفحوصات الكيميائية، فقد أظهرت النتائج بأن إضافة الزيوت الأساسية للقرنفل بالتراكيز 1% و1.5 % كانت الأكثر فعالية مقارنة بالعينات الضابطة السالبة حيث قللت من التأكسد بنسبة تصل إلى 24% و35% على التوالي. وبالنسبة لزيت الزعتر عند التراكيز 1% و1.5% فقد أظهرت النتائج أن نسبة التأكسد قلت بما مقداره 14% و31% على التوالي مقارنة بنتائج العينات الضابطة السالبة.
Microbial growth and oxidation are considered to be the major causes of beef burger deterioration. Because of that, synthetic antimicrobial and antioxidants are used to prevent or delay the microbial growth and oxidation process. Unfortunately, these substances are not safe and may cause harmful impacts on human health, which arose the need to search for natural alternatives in the food industry. In this study, essential oils of clove, thyme, and rosemary serve as natural preservatives to increase the shelf life of refrigerated beef burger up to 7 days without using synthetic antimicrobial and antioxidant agents. Essential oils were added to beef burger at different concentrations for each essential oil (1 and 1.5% v/w). In addition, two positive control samples for antimicrobial and antioxidant agent were treated with 2% potassium lactate (PL) and 100 ppm Butylated hydroxytoluene (BHT) respectively. All samples were kept at 4°C for 7 days (study period). Measurement of the antimicrobial activity of essential oils was performed by testing total plate count, total coliforms, and Staphylococcus aureus. The oxidation stability test was carried out by thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) test, and expressed as mg of malonaldehyde/ kg beef burger, in addition to that, the pH of each sample was examined. Essential oils added to beef burger showed strong antimicrobial effects against the examined microbes. The obtained results revealed that, clove essential oil (CEO) added at concentration 1.5% reduced the microbial activity of Staphylococcus aureus by 54% compared with negative control sample, also, there is a significant difference between it and all treated samples. In addition, results indicated that CEO at both concentrations 1% and 1.5% had the most effect on reducing microbial growth of total coliform (TC) compared with other stored samples. Total plate count results showed that essential oils at all different concentrations used in this study led to reduction in microbial growth in the burger samples without any significant differences between these essential oils (EOs). Regarding the chemical indicators, CEO at concentrations of 1% and 1.5% were the most effective and retard oxidation by 24% and 35%, respectively compared with negative control sample. Moreover, Thyme essential oil (TEO) at a concentration of 1% and 1.5% reduced the percentage of oxidation by 14% and 31%, respectively compared with the negative control sample.
Description
Keywords
Citation
Zamel، Salah Aldeen Nassar. (2022). Antimicrobial and Antioxidant Effect of Essential Oil in Refrigerated Beef Burger [رسالة ماجستير منشورة، جامعة القدس، فلسطين]. المستودع الرقمي لجامعة القدس. https://arab-scholars.com/e11f2f