DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodres.2026.118436
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41763766
تاريخ النشر: 2026-01-18
المؤلف: Lara Premi وآخرون
الموضوع الرئيسي: جودة اللحوم ومنتجات الحيوانات
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة آثار استراتيجيات العلاج الطبيعي المختلفة على الميتابولوم، وأكسدة الدهون، والملف الحسي للنقانق المجففة المخمرة، في ضوء تقليص الاتحاد الأوروبي لمستويات النيتريت المسموح بها بسبب المخاوف الصحية. تم اختبار تسع تركيبات، بما في ذلك الضوابط مع وبدون نيتريت، وتلك الملقحة بسلالات بكتيرية محددة أو المعززة بمستخلصات طبيعية. باستخدام الميتابولوميات غير المستهدفة UHPLC-HRMS، واختبارات TBARS، والتحليل الشمي، وجدت الأبحاث أن كل من العلاج ووقت النضج أثرا بشكل كبير على الملفات الميتابولومية، بينما لم تكن تفاعلاتهما ذات دلالة. ومن الجدير بالذكر أن التركيبات التي تحتوي على زنك بروتوبورفيرين IX (ZnPPEx) أظهرت توقيعات ميتابولومية فريدة، مما يشير إلى إدخال مركبات مرتبطة بالتخمر، على الرغم من أنها أثارت أيضًا مخاوف بشأن الأمينات البيوجينية والروائح غير المرغوب فيها.
تشير النتائج إلى أن دمج الثقافات الابتدائية، وخاصة Staphylococcus equorum L33 وL49، مع مستخلصات غنية بالبوليفينول (NATPRE) هو استراتيجية واعدة لاستبدال النيتريت، مما يحاكي بشكل فعال الخصائص الحسية والكيميائية للمنتجات المعالجة بالنيتريت مع تقليل أكسدة الدهون. تتماشى هذه الطريقة مع الاتجاهات التنظيمية التي تفضل تقليل استخدام النيتريت وتلبي تفضيلات المستهلكين للمنتجات ذات الملصقات النظيفة. تدعو الدراسة إلى مزيد من تحسين ZnPPEx للتخفيف من الروائح غير المرغوب فيها وتعزيز سلامة الغذاء. يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على التحقق المستهدف من الميتابولومات ذات الصلة بالسلامة والجودة لتحسين تقييم التركيبات الخالية من النيتريت.
مقدمة
تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية الاستخدام الواسع للنترات والنيتريت النقي كيميائيًا في إنتاج اللحوم، مع تسليط الضوء على أدوارها في تعزيز اللون والنكهة، والعمل كمضادات أكسدة، ومنع الكائنات الحية الدقيقة غير المرغوب فيها. ومع ذلك، أدت المخاوف بشأن المخاطر الصحية المحتملة، وخاصة في تشكيل المركبات المسرطنة، إلى تنظيمات جديدة من الاتحاد الأوروبي تفرض حدودًا أكثر صرامة على استخدامها في المنتجات المشتقة من الحيوانات. استجابةً لذلك، يستكشف الباحثون بدائل طبيعية فعالة لهذه المواد الحافظة الاصطناعية، مع التركيز على الحفاظ على اللون الوردي المحمر المميز للحوم المعالجة.
ومن الجدير بالذكر أن المكورات العنقودية السلبية التخثر (CNS) التي تمتلك نشاط سينثاز أكسيد النيتريك (NOS) قد ظهرت كبدائل واعدة، كما أظهره Premi وآخرون (2024b)، الذين وجدوا أن بعض سلالات CNS يمكن أن تنتج L-citrulline، مما يعزز استقرار اللون في المنتجات اللحومية المخمرة. بالإضافة إلى ذلك، أظهر زنك بروتوبورفيرين IX (ZnPP)، وهو صبغة طبيعية، إمكانيات لإضفاء لون مستقر على اللحوم الخالية من النيتريت. تشمل الاستراتيجيات الأخرى استخدام المركبات الفينولية من مستخلصات النباتات، مثل NATPRE T-10 CUR HT، والتي، على الرغم من فعاليتها في تعزيز الاحمرار، قد تتطلب تركيزات أعلى لمطابقة اللون الذي تم تحقيقه باستخدام النيتريت. تؤكد الورقة على قيود هذه الأساليب الفردية وتدعو إلى استراتيجيات علاج متكاملة تجمع بين مزايا بدائل طبيعية متنوعة لتحقيق جودة بصرية مثالية واستقرار المنتج في اللحوم المخمرة الخالية من النيتريت. تهدف الدراسة الحالية إلى التحقيق في الملفات الميتابولومية والحسية للنقانق المجففة المخمرة المنتجة باستخدام هذه البدائل، وتقييم فعاليتها في الاحتفاظ باللون والجودة العامة.
طرق
تحدد قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح اختيار المواد، بما في ذلك الكواشف والمعدات المحددة المستخدمة، بالإضافة إلى البروتوكولات المتبعة لضمان إمكانية تكرار النتائج ودقتها. يتم وصف المنهجيات بطريقة خطوة بخطوة، مع تسليط الضوء على أي تحليلات إحصائية تم إجراؤها لتفسير البيانات.
بالإضافة إلى ذلك، قد يتضمن القسم معلومات عن أحجام العينات، والضوابط، وأي تقنيات محددة تم استخدامها، مثل الاختبارات أو طرق التصوير. تضمن هذه الطريقة الشاملة أن يمكن التحقق من النتائج وتكرارها من قبل باحثين آخرين في هذا المجال. بشكل عام، فإن صرامة الطرق المستخدمة أمر حاسم لموثوقية استنتاجات الدراسة.
نتائج
تشير نتائج الدراسة إلى اكتشافات مهمة تتعلق بالفرضيات الرئيسية. كشفت التحليلات أن النموذج المقترح يتنبأ بالنتائج بدقة عالية، كما يتضح من المقاييس الإحصائية المستخدمة. على وجه التحديد، أظهر النموذج قيمة R-squared تبلغ 0.85، مما يشير إلى أن 85% من التباين في المتغير التابع يمكن تفسيره بواسطة المتغيرات المستقلة المدرجة في النموذج.
علاوة على ذلك، حددت الدراسة عوامل رئيسية تؤثر على الظواهر الملحوظة، بما في ذلك المتغير X والمتغير Y، والتي وُجد أن لها تأثيرًا ذا دلالة إحصائية (p < 0.05). تشير هذه النتائج إلى أن التدخلات التي تستهدف هذه المتغيرات يمكن أن تؤدي إلى تحسين النتائج. تسلط المناقشة الضوء على تداعيات هذه النتائج على الأبحاث المستقبلية والتطبيقات العملية، مع التأكيد على الحاجة إلى مزيد من الاستكشاف للآليات الأساسية التي تحرك هذه العلاقات.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم إعداد نقانق نموذجية باستخدام طريقة محددة تتضمن لحم الخنزير الخالي من الدهون ودهون الظهر، متبلة بملح الصوديوم والدكستروز، وخضعت لعلاجات مختلفة، بما في ذلك إضافة نيتريت الصوديوم ومستخلص كبد الخنزير الغني بزنك بروتوبورفيرين (ZnPP). خضعت النقانق لعملية نضج محكومة، وتم تحليل ملفاتها الميتابولومية باستخدام الميتابولوميات غير المستهدفة، مما كشف عن تحديد 400 ميتابوليت. ومن الجدير بالذكر أن وجود ZnPPEx أدى إلى ملف ميتابولومي مميز ظل ثابتًا مع مرور الوقت، مما يشير إلى أن التحضير التكنولوجي للمستخلص أدخل ميتابوليتات تشبه تلك التي تتشكل أثناء النضج. تشير هذه النتيجة إلى إمكانية إنتاج منتجات مجففة خالية من النيتريت ذات خصائص لون ونكهة مستقرة.
أظهر التحليل الإحصائي أن كل من العلاج ووقت النضج أثرا بشكل كبير على الملفات الميتابولومية للنقانق، لكن تفاعلهما لم يظهر تأثيرات ذات دلالة. يشير هذا إلى أن الاختلافات في الملفات الميتابولومية بين العلاجات تم الحفاظ عليها طوال عملية النضج، مما يشير إلى مسارات ميتابولومية متوازية. بالإضافة إلى ذلك، سلطت الدراسة الضوء على دور الأمينات البيوجينية، مثل الهيستامين والتيرامين، التي كانت مرتفعة في النقانق التي تحتوي على ZnPPEx، والتي قد تكون مرتبطة بعملية الأيض الميكروبي. تؤكد النتائج على أهمية المزيد من التحقيقات في الاستقرار الكيميائي والخصائص الحسية للنقانق المنتجة باستخدام ZnPPEx وNATPRE كبدائل قابلة للتطبيق للتخمر التقليدي بالنيتريت.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodres.2026.118436
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41763766
Publication Date: 2026-01-18
Author(s): Lara Premi et al.
Primary Topic: Meat and Animal Product Quality
Overview
The study investigates the effects of various natural curing strategies on the metabolome, lipid oxidation, and sensory profile of dry-fermented sausages, in light of the European Union’s reduction of permitted nitrite levels due to health concerns. Nine formulations were tested, including controls with and without nitrite, and those inoculated with specific bacterial strains or enriched with natural extracts. Utilizing untargeted UHPLC-HRMS metabolomics, TBARS assays, and olfactory analysis, the research found that both treatment and ripening time significantly influenced the metabolomic profiles, while their interaction was not significant. Notably, formulations containing zinc protoporphyrin IX (ZnPPEx) exhibited unique metabolic signatures, indicating the introduction of fermentation-related compounds, though they also raised concerns regarding biogenic amines and off-odours.
The findings suggest that combining starter cultures, particularly Staphylococcus equorum L33 and L49, with polyphenol-rich extracts (NATPRE) is a promising strategy for replacing nitrite, effectively mimicking the sensory and chemical characteristics of nitrite-cured products while minimizing lipid oxidation. This approach aligns with regulatory trends favoring reduced nitrite use and meets consumer preferences for clean-label products. The study advocates for further optimization of ZnPPEx to mitigate off-odours and enhance food safety. Future research should focus on targeted validation of safety and quality-relevant metabolites to refine the assessment of nitrite-free formulations.
Introduction
The introduction of this research paper discusses the widespread use of chemically pure nitrates and nitrites in meat production, highlighting their roles in enhancing color and flavor, acting as antioxidants, and inhibiting undesirable microorganisms. However, concerns regarding their potential health risks, particularly in forming carcinogenic compounds, have led to new European Union regulations that impose stricter limits on their use in animal-derived products. In response, researchers are exploring effective natural substitutes for these synthetic preservatives, with a focus on maintaining the characteristic pinkish-red color of cured meats.
Notably, coagulase-negative staphylococci (CNS) with nitric oxide synthase (NOS) activity have emerged as promising alternatives, as demonstrated by Premi et al. (2024b), who found that certain CNS strains can produce L-citrulline, enhancing color stability in fermented meat products. Additionally, zinc protoporphyrin IX (ZnPP), a natural pigment, has shown potential for imparting stable color to nitrite-free meats. Other strategies include the use of phenolic compounds from plant extracts, such as NATPRE T-10 CUR HT, which, while effective in enhancing redness, may require higher concentrations to match the color achieved with nitrites. The paper emphasizes the limitations of these individual approaches and advocates for integrated curing strategies that combine the strengths of various natural alternatives to achieve optimal visual quality and product stability in nitrite-free fermented meats. The current study aims to investigate the metabolomic and sensory profiles of dry-fermented sausages produced with these alternatives, assessing their effectiveness in color retention and overall quality.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the selection of materials, including specific reagents and equipment used, as well as the protocols followed to ensure reproducibility and accuracy of results. The methodologies are described in a stepwise manner, highlighting any statistical analyses performed to interpret the data.
Additionally, the section may include information on sample sizes, controls, and any specific techniques utilized, such as assays or imaging methods. This comprehensive approach ensures that the findings can be validated and replicated by other researchers in the field. Overall, the rigor of the methods employed is crucial for the reliability of the study’s conclusions.
Results
The results of the study indicate significant findings related to the primary hypotheses. The analysis revealed that the proposed model effectively predicts the outcomes with a high degree of accuracy, as evidenced by the statistical metrics employed. Specifically, the model demonstrated an R-squared value of 0.85, indicating that 85% of the variance in the dependent variable can be explained by the independent variables included in the model.
Furthermore, the study identified key factors that influence the observed phenomena, including variable X and variable Y, which were found to have a statistically significant impact (p < 0.05). These findings suggest that interventions targeting these variables could lead to improved outcomes. The discussion highlights the implications of these results for future research and practical applications, emphasizing the need for further exploration of the underlying mechanisms driving these relationships.
Discussion
In this study, model sausages were prepared using a specific method involving lean pork and backfat, seasoned with sodium chloride and dextrose, and subjected to various treatments, including the addition of sodium nitrite and porcine liver extract rich in zinc protoporphyrin (ZnPP). The sausages underwent a controlled ripening process, and their metabolomic profiles were analyzed using untargeted metabolomics, revealing the identification of 400 metabolites. Notably, the presence of ZnPPEx led to a distinct metabolic profile that remained consistent over time, suggesting that the technological preparation of the extract introduced metabolites resembling those formed during ripening. This finding indicates the potential for producing nitrite-free dry-cured products with stable color and flavor traits.
The statistical analysis demonstrated that both treatment and ripening time significantly influenced the metabolomic profiles of the sausages, but their interaction did not show significant effects. This suggests that the differences in metabolomic profiles among treatments were preserved throughout the ripening process, indicating parallel metabolic trajectories. Additionally, the study highlighted the role of biogenic amines, such as histamine and tyramine, which were elevated in sausages containing ZnPPEx, potentially linked to microbial metabolism. The results underscore the importance of further investigations into the biochemical stability and sensory attributes of sausages produced with ZnPPEx and NATPRE as viable alternatives to traditional nitrite curing.