Riadené uvoľňovanie oxidu chloričitého v perforovanom obalovom systéme na predĺženie životnosti

Abstrakt

Bolo vyvinuté kontrolované uvoľňovanie vreciek s oxidom chloričitým (ClO2) zatavením suspenznej formy ClO2 do polopriepustného polymérneho filmu; uvoľňovacie vlastnosti vrecka sa monitorovali v nádobách s ovocím alebo bez ovocia. Vrecko bolo pripevnené k vnútornej strane perforovaného hroznového vína obsahujúceho rajčinové mušle a bol vyhodnotený vplyv na mikrobiálnu populáciu, pevnosť a úbytok hmotnosti počas 14 dní skladovania pri 20 ° C. Počas 3 dní dosiahla koncentrácia ClO2 v miskách so závesom 3,5 ppm a zostala konštantná až do 10. dňa. Potom klesla na 2 ppm do 14. dňa. ClO2 znížila silnú antimikrobiálnu aktivitu, čím znížila populácie Escherichia coli Vydaných 3,08 log CFU/g a populácie Alternaria alternata 2,85 log CFU/g po 14 dňoch skladovania. Ošetrenie ClO 2 tiež znižuje mäknutie a chudnutie a predlžuje celkovú trvanlivosť paradajok. naše výsledky naznačujú, že úprava ClO 2 je užitočná na predĺženie trvanlivosti a zlepšenie mikrobiálnej bezpečnosti paradajok počas skladovania bez toho, aby bola ohrozená ich kvalita.

Úvod

Technológie s nízkym obsahom zvyškov a bez zvyškov sú novými trendmi pre alternatívne dezinfekčné prostriedky. Na obmedzenie hnilobných organizmov a prevenciu otravy jedlom sa používajú rôzne pozberové fungicídy. Ozón je silné antimikrobiálne činidlo. Ukázalo sa, že 10 zachováva kvalitu a čerstvosť jahôd, čučoriedok a 11. Ozón však môže spôsobiť oxidáciu povrchových tkanív ovocia a môže mať za následok zmenu farby a zhoršenie chuti = „xref“> 12. Bol pridaný chlór používané na sanitáciu čerstvých plodov, ako sú čučoriedky a jablká 13. Aj keď je chlór účinný, môže reagovať s dusíkatými zlúčeninami alebo amoniakom, čo vedie ku karcinogénnym vedľajším produktom 14, najmä ak sa používa na sanitáciu čerstvého ovocia 15.

Chlórdioxid (ClO 2), alternatívny dezinfekčný prostriedok, schválili Čína aj USA na ošetrenie ovocných a zeleninových plodín 16. ClO 2 je vo vode rozpustný oxidant s oxidačnou schopnosťou 2,5-krát väčšou ako oxidačný kapacita voľného chlóru. Používa sa dezinfekcia a je považovaná za jedno z najefektívnejších baktericídnych a fungicídnych látok na použitie v rôznych prostrediach 19, 20, 21.

Početné výsledky výskumu ukázali, že ClO 2 môže riadiť patogény a rozklad po zbere úrody 16. Napríklad ClO & sub2; -Plyn bol použitý na inaktiváciu L. monocytogenes, Salmonella a E. coli O157: H7 a 23 čučoriedok a 22 jahodového kazenia. Plyn ClO 2 znižoval riziko mikrobiálnej kontaminácie pri zachovaní vlastností čerstvého ovocia a bol účinný pri potlačovaní rozkladu jahôd 24 počas zberu. Je však nestabilný pri vysokých koncentráciách a neprenosný, historicky vyžaduje drahé miestne generátory alebo neúčinné dvojzložkové práškové zmesi.

Vyžaduje sa predplatné. Odporučte prosím JoVE svojmu knihovníkovi.

Protokol

1. Meranie plynného ClO 2 v hlavovom priestore uzavretej komory

  1. Získajte materiály: Vrecko s ClO 2 (0,5 g suspenzie ClO 2 (9,5% ai) v polymérnom filme zvolenom pre rýchlosť jeho uvoľňovania (celková plocha povrchu 6 cm 2, presné komponenty sú chránené), sklenená komora ( 19,14 L) a veko s prepínateľným prívodom a výstupom plynu.
  2. Pripevnite vrecko ClO 2 obojstrannou páskou na viečko.
  3. Zatvorte komoru utesnením veka vazelínou.
  4. Zatvorte vstup a výstup detektora plynov ClO 2 do komory.
    Poznámka: Toto je systém cirkulácie plynu a pri meraní nedošlo k žiadnym stratám plynu.
  5. Po inkubácii po dobu 0, 1, 2, 3, 4, 24, 26, 28 a 48 hodín uzavrite vstupný a výstupný prúd plynu a zmerajte koncentráciu C02 v komore.
  6. Monitoruje teplotu a relatívnu vlhkosť (RH) v komore pomocou záznamníka údajov o teplote a relatívnej vlhkosti.

2. Príprava a skladovanie ovocia

1,14 L) perforované lastúry.

  • Znečistenú fóliu opatrne zložte a vložte do oceľovej panvice. Odstráňte rukavice a vložte ich do panvice. Autoklávovateľné vrecko zabaľte a všetok kontaminovaný materiál autoklávujte 25 minút pri 121 ° C.
  • Pripojte vrecká ClO 2 na viečka 12 lastúrnikov. Ako kontroly použite ďalších 12 lastúrnikov. Odvážte každú celú véčko. Ovocie skladujte 14 dní pri 20 ° C.
  • Odoberajte vzorky 3., 7., 10. a 14. deň. Príklad troch lastúrnikov, ktoré vykonajú 3 opakovania na ošetrenie za deň.

    • 3. Monitorovanie koncentrácie ClO 2 vo lastúrkach

    1. Umiestnite vstupné a výstupné potrubie detektora plynu ClO 2 do stredu sklopných škrupín s medzerou 2 cm medzi dvoma koncami a meranie ClO vykonajte 2., 3., 7., 10. a 14. deň.

    4. Stanovenie mikrobiálnej populácie a atribútov kvality ovocia

    1. Miešajte 5 plodov (približne 60 g) z každej replikácie po dobu 1 hodiny v sterilizovanom vrecku na vzorky pri 100 otáčkach za minútu spolu s 99 ml sterilného tlmivého roztoku fosforečnanu draselného (0,01 M, pH 7,2) na orbitálnej trepačke.
      1. Sériové zriedenie doštičiek (1, 10 a 100-násobné) premytia tlmivého roztoku, 50 μl l Na každý ECA (pre E. coli) a PDA (pre A. alternata) použite špirálový podnos.
      2. Inkubujte ECA doštičky pri 35 ° C po dobu 24 hodín a PDA doštičky pri 25 ° C po dobu 3 dní. Odčítajte počet mikrobiálnych kolónií pomocou čítačky optických diskov. Po použití dezinfikujte všetky zariadenia, ktoré prišli do styku s kontaminovaným ovocím.
    2. Zmerajte pevnosť ovocia pomocou testeru pevnosti ovocia podľa protokolu výrobcu. Pred každým použitím tester kalibrujte. 20 opatrení meria ovocie pre každý replikát a výsledky vyjadruje ako kompresnú silu, Newton (N), potrebnú na stlačenie ovocia o 1 mm (prepočítané na N m - 1).
    3. Na začiatku a počas skladovania odvážte celú véčko s ovocím a vypočítajte úbytok hmotnosti v porovnaní s pôvodnou hmotnosťou.

      Všetky pokusy sa replikujú trikrát. Analyzujte údaje pomocou analýzy rozptylu (ANOVA). Určte priemernú separáciu pomocou Duncanovho testu viacerých rozsahov; význam je na p Vyžaduje sa predplatné. Odporučte prosím JoVE svojmu knihovníkovi.

    Reprezentatívne výsledky

    Uvoľňovanie ClO2 ukázalo lineárne spektrum počas prvých niekoľkých hodín. Koncentrácia sa zvyšuje asi o 2,38 ppm/h počas prvých 4 hodín. Rýchlosť uvoľňovania sa spomalí po 24 hodinách inkubácie a koncentrácia ClO2 dosiahne 25,4 ppm. Koncentrácia však mala tendenciu po inkubácii počas 24 hodín (Obrázok 1) stabilný.

    Koncentrácia ClO 2 v hlavnom priestore v lastúre s datľovými paradajkami bola medzi 3. a 10. dňom asi 4 ppm, znížila sa po 10 dňoch skladovania a bola asi 2 ppm v 14. deň (Obrázok 2). Počiatočné populácie E. coli a A. alternata na plodoch po inokulácii boli 4,3 a 3,4 log CFU/g. (3). Liečba s vreckami s ClO 2 znížila populáciu E. coli a A. alternata o 3,08 a 2,85 log CFU/g, respektíve po 14 dňoch skladovania. (Obrázok 3).

    Účinky úpravy ClO 2 na pevnosť ovocia a chudnutie sú tu 4. a 5 zobrazené. ClO 2 zabránil strate pevnosti a hmotnosti v ovocí a tento efekt bol zosilnený predĺženým časom skladovania (4. a 5).

    uvoľňovanie
    Obrázok 1: Profil uvoľňovania ClO 2 0,5 g vaku s ClO 2 v uzavretom, prázdnom 19,14-L - Sklenená nádoba pri 20 ° C a the relatívna vlhkosť 91%.

    riadené
    Obrázok 2: The Koncentrácia ClO 2 v 1 lb perforovanom véčku - Balenie s200 g datľových paradajok pri 20 ° C. Hodnoty sú v priemere ± SD.

    oxidu
    Obrázok 3: Účinok úpravy ClO 2 na populácie E. coli a A. alternata na povrchoch naočkovaných rajčín skladovaných pri 20 ° C po dobu 14 dní. Hodnoty sú priemerom ± SD.

    uvoľňovanie
    Obrázok 4: Účinok úpravy ClO 2 na pevnosť datlí paradajok skladovaných pri 20 ° C po dobu 14 dní. Hodnoty sú priemerom ± SD.

    chloričitého
    Obrázok 5: Účinok úpravy ClO 2 na úbytok hmotnosti hroznových paradajokbol skladovaný pri 20 ° C po dobu 14 dní. Hodnoty sú priemerom ± SD.

    Vyžaduje sa predplatné. Odporučte prosím JoVE svojmu knihovníkovi.

    Diskusia

    V našom protokole o príprave očkovacej látky umožňuje použitie hlbokej 10 l oceľovej vane ako nádrže na aplikáciu očkovacej látky, a to aj v autoklávovateľnom vrecku, ako aj sterilnej fólie umiestnenej na sušenie ovocia. Čistenie a pomáha zabrániť náhodnému vystaveniu človeka potenciálne patogénnym organizmom. Nastriekanie ovocia do autoklávovateľného vaku obmedzuje disperziu mikrobiálnych aerosólov. Nechanie ovocia na fólii uschnúť na úplné odstránenie a následnú sterilizáciu všetkých povrchov, s ktorými došlo ku kontaktu kontaminovaného ovocia.

    Stručne povedané, ClO2 sa môže použiť ako dezinfekčný prostriedok na ničenie patogénov, kvasiniek a plesní na plodoch. Výsledky tejto štúdie naznačujú, že ClO2 pri nižších koncentráciách po dlhšiu dobu v aktívnych obaloch, mikrobiálnych, je užitočný na zvýšenie bezpečnosti a zníženie dezintegrácie počas skladovania bez toho, aby boli ovplyvnené fyzikálne vlastnosti ovocia. Budúce aplikácie tohto protokolu zahŕňajú testovanie účinnosti vreciek s pomalým uvoľňovaním ClO 2 ako doplnok k existujúcemu komerčnému obalu proti infekčným a hnilobným látkam z ľubovoľného množstva čerstvých potravín, ako je ovocie, zelenina, mäso a chlieb.

    Vyžaduje sa predplatné. Odporučte prosím JoVE svojmu knihovníkovi.

    Poďakovanie

    Ďakujeme za finančnú podporu poskytnutú spoločnosťou Worrell Water Technologies, LLC. Zmienka o značke alebo patentovanom produkte slúži iba na identifikáciu a neznamená žiadne zastúpenie alebo záruku na produkt americkým ministerstvom poľnohospodárstva.