Elsherif, W. M., H. K. Abdel-Aall & N. M. Abdel-Aziz, 2024. Efficiency of chitosan-based edible films loaded with nano-emulsion essential oils against coagulase positive Staphylococcus aureus isolated from chicken meat. Bulg. J. Vet. Med., 27, No 1, 113-129.

 

DOI: 10.15547/bjvm.2022-0004

 

To decrease the incidence of coagulase positive Staphylococcus aureus (CPSA) in chicken meat, chitosan-based films incorporated with carvacrol nano-emulsion (Ch-CNE) and rosemary nano-emulsion (Ch-RNE) were used as an ideal solution to build effective antibacterial food packaging. CPSA was isolated from fresh and frozen chicken meat by using selective media. The prepared nano-emulsions were characterised using a zeta-sizer, Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), transmission electron microscopy (TEM) and investigated for anti-CPSA activity by the agar diffusion method. The filmogenic mixture was prepared at 0.78% and 1.56% concentrations and then cast, dried, and assessed for physical and mechanical properties. CPSA was isolated from fresh and frozen chicken meat in percentages of 40% and 12%, respectively. The droplet sizes of the CNE and RNE were 54.56 and 44.98 nm, respectively, whereas those by TEM were spherically shaped with average sizes of 40.33 and 48.78 nm and polydispersity indices (PDI) of 0.32 and 0.21, respectively. The minimum inhibitory concentrations of both nano-emulsions against CPSA were 0.78% and 1.56%. Incorporated nano-emulsions with chitosan-based films did not cause a great change in the film appearance and transparency except for Ch-CNE films at 1.56%, which was significantly different in comparison with the control, and enhanced the light barrier property. Additionally, it caused significantly improved changes to the film including physical (water resistance and water vapour permeabi­lity) and mechanical (tensile strength and elongation at break) properties and significantly eradicated the CPSA inoculated in chicken meat (6 log₁₀ CFU/cm²) on the 4^th day of refrigerated storage (4±1 °C) with good organoleptic properties for 12 days. The Ch-CNE at concentration 1.56% could be considered a promising antimicrobial food packaging material with considerable beneficial packaging properties, substantial inhibition of foodborne pathogen growth, and extension of food shelf life.

Key words: active food packaging, carvacrol nano-emulsion, FTIR, rosemary nano-emulsion, physical and mechanical film parameters, TEM

 

 

Elsherif, W. M., H. K. Abdel-Aall & N. M. Abdel-Aziz, 2024. Ефикасност на ядливи покрития на база хитозан, заредени с етеричномаслени наноемулсии срещу коагулазо-позитивни Staphylococcus aureus изолирани от пилешко месо. Bulg. J. Vet. Med., 27, No 1, 113-129.

 

DOI: 10.15547/bjvm.2022-0004

 

За да се намали разпространението на коагулазо-положителни Staphylococcus aureus (CPSA) в пилешкото месо, бяха използвани покрития на базата на хитозан, с включени наноемулсия на карвакрол (Ch-CNE) и наноемулсия на розмарин (Ch-RNE) като идеално решение за изграждане на ефективни антибактериални опаковки за храни. CPSA се изолираха от прясно и замразено пилешко месо чрез използване на селективна среда. Приготвените наноемулсии бяха характеризирани с помощта на зетасайзер, инфрачервена спектроскопия с трансформация на Фурие (FTIR), трансмисионна електронна микроскопия (TEM) и изследвани за анти-CPSA активност чрез агар-дифузионния метод. Филмогенната смес се приготвяше при концентрации 0,78% и 1,56% и след това се отливаше, изсушаваше и оценяваше за физични и механични свойства. CPSA бе изолиран при съответно 40% и 12% от прясно и замразено пилешко месо. Размерите на капчиците CNE и RNE бяха съответно 54,56 и 44,98 nm, докато тези при TEM бяха сферично оформени със среден размер от 40,33 и 48,78 nm и индекси на полидисперсност (PDI) съответно 0,32 и 0,21. Минималните инхибиращи концентрации на двете нано-емулсии спрямо CPSA бяха 0,78% и 1,56%. Включените наноемулсии с покрития на базата на хитозан не водеха до голяма промяна във външния вид и прозрачността на филма, с изключение на Ch-CNE филмите при концентрация 1,56%, които се различаваха значително от контролата, и подобряваше свойството на опаковката да служи като светлинна бариера. Освен това, предизвика значително подобрение във филма, включително на физичните (водоустойчивост и пропускливост на водни пари) и механични (якост на опън и удължение при скъсване) свойства и премахна в значителна степен CPSA, инокулиран в пилешко месо (6 log10 CFU/cm2) на 4-ия ден съхранение в хладилник (4±1 °C) с добри органолептични свойства за 12 дни. Ch-CNE при концентрация 1,56% може да се счита за обещаващ антимикробен материал за опаковане на храни със значителни полезни опаковъчни свойства, значително инхибиране на растежа на хранителни патогени и удължаване на срока на годност на храните.

Ключови думи: активна опаковка за храни, наноемулсия от калвакрол, FTIR, наноемулсия от розмарин, физични и механични параметри на покритието, TEM