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Study of microbial and physicochemical factors determining the long-term preservation of chilled fresh beef at subzero temperatures. Étude des facteurs microbiens et physico-chimiques déterminant la conservation longue durée de la viande bovine fraîche réfrigérée à températures sous zéro
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Edité par CCSD -
Fresh meat is a highly nutritious but extremely perishable food, and its preservation is a significant challenge since early civilisations. In the past decades, food trade has become more globalised, forcing supply chains to become larger and more complex. As such, meat, which typically has a short shelf life, is required to stay fresh for longer. Extended shelf life in beef may be achieved through strict control of the product hygiene associated with vacuum packaging and subzero chilling. The research presented in this thesis was designed to investigate the effect of microbial and physicochemical factors, namely the growth of spoilage bacteria and oxidation of myoglobin and lipids, on the long-term preservation of chilled fresh beef at temperatures above the freezing point of meat (-2°C) but below 0°C. This research was divided into the following main topics: (1) the study of the preservation of chilled fresh meat with extremely long shelf life, (2) the study of the preservation of chilled fresh meat from the Belgian Blue breed and (3) the study of Carnobacterium maltaromaticum as a protective culture for meat. This study provided evidence that the use of sub-zero temperatures during vacuum storage is essential in meat shelf life extension since it retards meat deterioration, preventing the oxidation of myoglobin (discolouration) and growth of spoilage bacteria. Intrinsic factors including the metmyoglobin reducing activity as well as the activity of antioxidant enzymes, such as catalase, superoxide dismutase and glutathione peroxidase, can be associated, in varying degrees of importance, with the retardation of oxidation reactions in meat. Carnobacterium maltaromaticum was the dominant bacteria in meats with extremely long shelf life. Selected C. maltaromaticum isolates obtained from these meats showed an antilisterial activity in vitro, which was optimised at low temperatures. When studied directly in raw meat with the natural indigenous microbiota, C. maltaromaticum showed an antimicrobial effect against Enterobacteriaceae. Further research on the antioxidant mechanisms and microbial ecosystems associated with meats with extremely long shelf life will be a key to understand and improve the extension of the shelf life of fresh meat. . La viande fraîche est un aliment très nutritif mais extrêmement périssable, et sa conservation est un défi majeur depuis les premières civilisations. Au cours des dernières décennies, le commerce alimentaire s'est mondialisé, rendant les chaînes d'approvisionnement plus étendues et plus complexes. De cette manière, la viande, qui a généralement une durée de vie très courte, doit rester fraîche pendant plus longtemps. En effet, une durée de conservation prolongée pour la viande bovine peut être obtenue par un contrôle strict de l'hygiène du produit associé à un conditionnement sous vide et à un refroidissement à des températures sous zéro. La présente recherche vise à étudier l'effet des facteurs microbiens et physicochimiques, notamment la croissance des bactéries d’altération et l'oxydation de la myoglobine et des lipides, sur la conservation à long terme de la viande fraîche à des températures au dessus du point de congélation de la viande (−2°C) mais en dessous de 0°C. Cette recherche a été divisée en trois axes principaux: (1) l'étude de la conservation des viandes fraîches réfrigérées avec une durée de conservation extrêmement longue; (2) l'étude de la conservation des viandes fraîches réfrigérées de la race Blanc Bleue Belge; (3) l’étude de Carnobacterium maltaromaticum en tant que culture protectrice pour la viande. Cette étude a démontré que l'utilisation des températures sous zéro pendant la conservation sous vide est essentielle pour prolonger la durée de conservation de la viande puisqu'elle retarde la détérioration, en prévenant l'oxydation de la myoglobine (décoloration) et la prolifération des bactéries d’altération. Des facteurs intrinsèques, y compris l'activité réductrice de la metmyoglobine et l'activité des enzymes antioxydantes, à savoir la catalase, la superoxyde dismutase et la glutathion peroxydase, peuvent être associés, avec des degrés d'importance variables, au ralentissement des réactions d'oxydation dans la viande. Carnobacterium maltaromaticum était la bactérie dominante dans des viandes avec une durée de conservation extrêmement longue. Des isolats sélectionnés de C. maltaromaticum obtenus à partir de ces viandes ont montré une activité anti-Listeria in vitro, qui a été optimisée à basses températures. Lorsque C. maltaromaticum a été étudiée directement dans la viande fraîche avec le microbiote indigène naturel, elle a montré un effet antimicrobien sur les Enterobacteriaceae. Des recherches ultérieures sur les mécanismes antioxydants et les écosystèmesmicrobiens associés aux viandes à très longue durée de conservation constitueront une clé pour la compréhension et l’amélioration de l’extension de la durée de conservation de la viande fraîche.
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