Biokonservering – Screening av melkesyrebakterier fra spiseklare sjømatprodukter for antimikrobiell effekt mot Aeromonas salmonicida og Brochothrix thermosphacta og karakterisering av vekstkinetikk i vakuumpakket laks (Salmo salar L.)

Abstract

Sjømatprodukter er blant de mest omsatte matvarene i verden og fraktes ofte over store geografiske avstander. Fisk er spesielt utsatt for mikrobiell ødeleggelse og betegnes som et lettbedervelig produkt med kort holdbarhet. Samtidig er det en økende trend og etterspørsel etter minimalt prosesserte og spiseklare matprodukter, som gjør det utfordrende med tanke på opprettholdelse av trygge matprodukter av høy kvalitet. En mulig innovativ tilnærming er biokonservering – en konserveringsteknologi som innebefatter bruk av mikroorganismer, valgt for deres antimikrobielle egenskaper, for å forhindre uønsket bakterievekst, uten at det går på bekostning av produktets ernæringsmessig- eller sensoriske verdi. Hensikten med denne studien var å analysere melkesyrebakterier fra spiseklar sjømat for deres egnethet som kandidater i biokonservering av fisk. I den forbindelse, ble vekstegenskaper til 100 isolater undersøkt ved 15 °C i et rørforsøk. 35 isolater fra slektene Leuconostoc, Weissella og Carnobacterium, ble screenet for inhiberende effekt mot Aeromonas salmonicida og Brochothrix thermosphacta, i co-kultur med fiskejuice i et 96-brønns mikroplateformat. Leuconostoc (nr. 406) og Weissella (nr. 328) ble i siste fase inokulert i pre-rigor laks, vakuumert og lagret ved 4 °C i 21 dager, og evaluert for mikrobiell utvikling og sensoriske endringer. Resultatene viste at 92 av 100 melkesyrebakterier vokste ved 15 °C. I screeningforsøket hadde 27 av 35 melkesyrebakterier en reduksjon på over 3,0 log CFU/ml mot Aeromonas salmonicida, hvorav 23 isolater inhiberte veksten fullstendig. Mot målorganismen B. thermosphacta viste 8 melkesyrebakterier god inhiberende effekt (> 3,0 log reduksjon). Inokuleringsforsøket indikerte en rask miljøtilpasning for Leuconostoc (nr. 406) og Weissella (nr. 328) i vakuumpakket pre-rigor laks ved 4°C, med henholdsvis kimtall på 7,48 og 5,80 log CFU/ml på dag 21. Sensorisk vurdering tydet på at det var liten forskjell mellom inokulerte og ikke-inokulerte prøvegrupper. Metoden for screeningforsøket fungerte godt, men inkuberingstemperatur for kvantifisering for målorganismer bør vurderes noe optimalisert. Alle slektene (Carnobacterium, Leuconostoc og Weissella) var representert blant de som viste god inhiberingseffekt. 8 isolater vurderes som lovende kandidater med tanke på inhibering av både Gram-positive og Gram-negative forringelsesbakterier i spiseklar fisk.

Seafood products are among the most traded foods in the world and are often transported over large geographical distances. Fish are particularly exposed to microbial degradation, thus referred to as a perishable product with short shelf life. At the same time, there is a growing trend and demand for minimally processed and ready-to-eat food products, which makes it challenging in terms of maintaining safe food products with high-quality. One possible innovative approach is biopreservation – a preservation technology which consists of using microorganisms, selected for their antimicrobial properties, to prevent unwanted bacterial growth, without compromising the nutritional or sensory value of the product. The aim of this study was to assess lactic acid bacteria from ready-to-eat seafood for their suitability as candidates in biopreservation of fish. In that regard, the growth of 100 isolates were examined at 15 °C in a tube experiment. 35 isolates from the genus Leuconostoc, Weissella and Carnobacterium, were screened for inhibitory effect against Aeromonas salmonicida and Brochothrix thermosphacta, in co-culture with fish-juice in a 96-well microplate format. Leuconostoc (no.406) and Weissella (no.328) were also inoculated in pre-rigor salmon, vacuumed, and stored at 4 °C for 21 days to assess microbial growth and sensory changes. The results showed that 92 out of 100 lactic acid bacteria had growth at 15 °C. In the screening experiment, 27 out of 35 lactic acid bacteria had more than 3.0 log reduction (CFU/ml) against Aeromonas salmonicida, of which 23 isolates fully inhibited the growth. Against the target organism B. thermosphacta, 8 lactic acid bacteria showed good inhibitory effect (> 3.0 log reduction). The inoculation experiment indicated a rapid environmental adaptation for Leuconostoc (no.406) and Weissella (no.328) in vacuum-packed pre-rigor salmon at 4 °C and reached a microbial count of 7,48 and 5,80 log CFU/ml respectively on day 21. Sensory assessment indicated that there was little difference between the inoculated and non-inoculated samples. The screening method was well-functioning, but the incubation temperature for quantification for target organisms should be considered optimized. All genus (Carnobacterium, Leuconostoc and Weissella) were represented among those who showed good inhibition effect. 8 isolates of lactic acid bacteria are considered promising candidates for inhibition of both Gram-positive and Gram-negative spoilage bacteria in ready-to-eat fish.