A klór-dioxid szabályozott leadása perforált csomagolási rendszerben a tárolási idő meghosszabbítása érdekében

Absztrakt

A klór-dioxid (ClO2) tasakok szabályozott felszabadulását fejlesztették ki a ClO 2 szuszpenziós formájának féligáteresztő polimer filmbe történő lezárásával; a tasak felszabadulási tulajdonságait gyümölcsös vagy gyümölcs nélküli edényekben követték. A tasakot egy perforált kagylóparadicsomot tartalmazó szőlő belsejéhez erősítették, és a mikrobiális populációra, a szilárdságra és a súlyvesztésre gyakorolt ​​hatást 14 napos 20 ° C-os tárolási idő alatt értékelték. 3 napon belül a ClO 2 koncentráció a csuklós tálakban elérte a 3,5 ppm-t és a 10. napig állandó maradt. Ezt követően a 14. napra 2 ppm-re csökkent. A ClO 2 csökkentette az erős antimikrobiális aktivitást, ezáltal csökkentve az Escherichia coli populációit 14 napos tárolás után 3,08 log CFU kibocsátott/g és 2,85 log CFU/g Alternaria alternata populációk. A ClO 2 kezelés csökkenti a lágyulást és a fogyást, valamint meghosszabbítja a paradicsom teljes eltarthatóságát. eredményeink azt sugallják, hogy a ClO 2 kezelés hasznos a paradicsom eltarthatóságának meghosszabbításában és a tárolás alatti mikrobiális biztonság javításában, minőségük befolyásolása nélkül.

Bevezetés

Az alacsony és maradékanyag-mentes technológiák új trendeket jelentenek az alternatív fertőtlenítők számára. Számos betakarítás utáni gombaölőt használtak a rothadó organizmusok csökkentésére és az ételmérgezés megelőzésére. Az ózon erős antimikrobiális szer, a 10-ről kimutatták, hogy megőrzi az eper, az áfonya és a 11. minőségét és frissességét. Az ózon azonban oxidálhatja a gyümölcs felszíni szöveteit, és elszíneződést és ízromlást eredményezhet. "Klór hozzáadása friss termékek, például áfonya és alma fertőtlenítésére használják 13. Bár a klór hatékony, nitrogénes vegyületekkel vagy ammóniával reagálhat, rákkeltő melléktermékeket eredményezve14, különösen, ha friss gyümölcs fertőtlenítésére használják 15.

A klór-dioxidot (ClO 2), az alternatív fertőtlenítőszert Kína és az Egyesült Államok egyaránt jóváhagyta a gyümölcsök és zöldségek kezelésére. A ClO 2 egy vízben oldódó oxidálószer, amelynek oxidációs képessége 2,5-szer nagyobb, mint a szabad klór 17-é. A ClO 2 alacsony koncentrációban és rövid érintkezési idő mellett nagyon hatékony. A ClO 2 alacsony toxicitással és minimális maró hatással bír az alkalmazott koncentrációknál. Fertőtlenítést alkalmaznak, és elismerten az egyik leghatékonyabb baktericid és fungicid szerként alkalmazható különféle körülmények között 19, 20, 21.

Számos kutatási eredmény kimutatta, hogy a ClO 2 képes szabályozni a kórokozókat és a betakarítás utáni viselkedésromlást 16. Például ClO & sub2; -Gázt használtak az L. monocytogenes, a Salmonella és az E. coli O157 inaktiválására: H7, 23 áfonya és 22 eper romlás. A ClO 2 gáz csökkentette a mikrobiális szennyeződés kockázatát, miközben megőrizte a friss gyümölcs tulajdonságait, és hatékonyan csökkentette az eper 24 bomlását a betakarítás során. Magas koncentrációban azonban instabil és nem szállítható, történelmileg drága helyszíni generátorokra vagy nem hatékony kétrészes porkeverékekre van szükség.

Előfizetés szükséges. Kérjük, ajánlja a JoVE-t könyvtárosának.

Jegyzőkönyv

1. A gáznemű ClO 2 mérése egy zárt kamra fejrészében

  1. Szerezzük be az anyagokat: ClO 2 zacskó (0,5 g ClO 2 iszap (9,5% ai) a felszabadulási sebessége szempontjából kiválasztott polimer filmben (teljes felület 6 cm 2, a pontos alkatrészek a saját tulajdonában vannak), egy üvegkamra ( 19,14 L), és egy fedél kapcsolható gáz be- és kimenettel.
  2. Helyezze fel a ClO 2 táskát a fedél kétoldalas szalagjával.
  3. A fedelet vazelinnel lezárva zárja le a kamrát.
  4. Zárja be a ClO 2 gázérzékelő be- és kimenetét a kamrába.
    Megjegyzés: Ez egy gázcirkulációs rendszer, és a mérések során nem történt gázveszteség.
  5. Zárja le a be- és kilépő gázáramot, és mérje meg a kamrában a ClO 2 koncentrációt 0, 1, 2, 3, 4, 24, 26, 28 és 48 órán át tartó inkubálás után.
  6. Figyeli a hőmérsékletet és a relatív páratartalmat (RH) a kamrában a hőmérséklet és az RH adatgyűjtővel.

2. Gyümölcs előkészítés és tárolás

1,14 L) perforált kagylók.

  • Óvatosan hajtsa be a szennyezett fóliát és helyezze az acél edénybe. Távolítsa el a kesztyűt, és helyezze őket a serpenyőbe. Tekerje be az autoklávozható tasakot és autoklávozza az összes szennyezett anyagot 121 ° C-on 25 percig.
  • Csatolja a ClO 2 táskákat 12 kagyló fedelére. Használja a többi 12 kagylót kontrollként. Mérj meg minden egyes kagylót. Tárolja a gyümölcsöt 20 ° C-on 14 napig.
  • Vegyünk mintákat a 3., 7., 10. és 14. napon. Példa három kagylóra, amelyek napi 3 ismétlést végeznek kezelésenként.

    • 3. A kagyló ClO 2 koncentrációjának monitorozása

    1. Helyezze a ClO 2 gázérzékelő be- és kimeneti csövét a csuklós tálak közepére, a két vége között 2 cm-es hézaggal, és végezze el a ClO-mérést a 2., 3., 7., 10. és 14. napon.

    4. A mikrobiális populáció és a gyümölcs minőségi jellemzőinek meghatározása

    1. Keverjünk össze 5 gyümölcsöt (kb. 60 g) minden replikációból 1 órán át sterilizált mintás tasakban 100 fordulat/perc sebességgel, 99 ml steril kálium-foszfát pufferrel (0,01 M, pH 7,2) egy orbitális rázógépen.
      1. A puffermosás sorozatlemezes hígításai (1, 10 és 100-szoros), 50 μl l Használjon spirállemezt minden ECA-n (E. coli esetében) és PDA-t (A. alternata esetében).
      2. Inkubálja az ECA-lemezeket 35 ° C-on 24 órán át, a PDA-lemezeket pedig 25 ° C-on 3 napig. Optikai lemezolvasóval olvassa le a mikrobiális telepszámot. Fertőtlenítsen minden berendezést, amely használat után a szennyezett gyümölcsöt érintkezésbe hozta.
    2. Mérje meg a gyümölcs szilárdságát egy gyümölcs keménységmérővel a gyártó protokollja alapján. Minden használat előtt kalibrálja a tesztert. 20 minden gyümölcs után megméri a gyümölcsöt, és az eredményeket úgy fejezi ki, hogy nyomóerő (Newton (N)) szükséges a gyümölcs 1 mm-es összenyomásához (N m-1-re átszámítva).
    3. Mérje le az egész kagylót a gyümölccsel a tárolás elején és közben, és számítsa ki a súlycsökkenést a kezdeti súlyhoz képest.

      Az összes kísérletet három példányban ismételje meg. Elemezze az adatokat varianciaanalízissel (ANOVA). Határozza meg az átlagos elválasztást Duncan többszörös tartományának tesztjével; jelentése p Előfizetés szükséges. Kérjük, ajánlja a JoVE-t könyvtárosának.

    Reprezentatív eredmények

    A ClO 2 felszabadulása lineáris mintázatot mutatott az első órákban. A koncentráció körülbelül 2,38 ppm/h-val nő az első 4 órában. A felszabadulás sebessége 24 órás inkubálás után lelassul, és a ClO2 koncentráció eléri a 25,4 ppm-et. A koncentráció azonban 24 órás inkubálás után megváltozott (1. ábra) stabil.

    A fejtérben lévő ClO 2 koncentráció a datolyás paradicsommal ellátott kagylóban körülbelül 4 ppm volt a 3. és a 10. nap között, 10 napos tárolás után csökkent, és kb. 2 ppm volt a 14. napon. (2. ábra). Az E. coli és az A. alternata kezdeti populációja a gyümölcsön oltás után 4,3, illetve 3,4 log CFU/g volt. (3). A ClO 2 tasakokkal végzett kezelés 3,08, illetve 2,85 log CFU/g, illetve 14 napos tárolás után csökkentette az E. coli és az A. alternata populációit (3. ábra).

    A ClO 2 kezelés hatása a gyümölcs szilárdságára és a fogyásra a 4. és 5. Látható. A ClO 2 megakadályozta a gyümölcs szilárdságának és súlyának elvesztését, és ezt a hatást hosszabb tárolási idő növelte (4 és 5).

    rendszerben
    1. ábra: 0,5 g ClO 2 tasak ClO 2 felszabadulási profilja zárt, üres 19,14-L-ben - Üvegtartály 20 ° C-on és a relatív páratartalom 91%.

    szabályozott
    2. ábra: A A ClO 2 koncentrációja 1 font perforált kagylóban - Csomagolás200 g datolya paradicsom 20 ° C-on. Az értékek az átlag ± SD.

    csomagolási
    3. ábra: A ClO 2 kezelés hatása az E. coli és az A. alternata populációkra az oltott dátumparadicsom felületén, 14 napig 20 ° C-on tárolva. Az értékek az átlag ± SD.

    leadása
    4. ábra: A ClO 2 kezelés hatása a 14 ° C-on 20 ° C-on tárolt dátum paradicsom szilárdságára. Az értékek az átlag ± SD.

    leadása
    5. ábra: A ClO 2 kezelés hatása a szőlőparadicsom fogyására14 napig 20 ° C-on tároltuk. Az értékek az átlag ± SD.

    Előfizetés szükséges. Kérjük, ajánlja a JoVE-t könyvtárosának.

    Vita

    Az oltóanyag előállítására vonatkozó protokollunkban egy mély oldalú, 10 literes acél kád használata az inokulum felhordásához, akár egy autoklávozható tasakban, valamint a gyümölcs szárítására helyezett steril fólia lehetővé teszi a gyors Tisztító és segít elkerülni a véletlenül potenciálisan patogén organizmusoknak való emberi expozíciót. A gyümölcs permetezése az autoklávozható tasak keretein belül csökkenti a mikrobiális aeroszolok diszperzióját. Hagyjuk a gyümölcsöt fólián megszáradni a teljes eltávolítás és az azt követő minden olyan felület sterilizálása érdekében, amelyekkel a szennyezett gyümölcs érintkezésbe került.

    Összefoglalva: a ClO 2 fertőtlenítőszerként használható a kórokozók, élesztők és penészgombák elleni védekezésre a gyümölcsökön. E tanulmány eredményei azt sugallják, hogy alacsonyabb koncentrációjú, hosszabb ideig tartó ClO 2 az aktív csomagolásban, a mikrobákban, hasznos a biztonság növelése és a tárolás alatti szétesés csökkentése érdekében, a gyümölcs fizikai tulajdonságainak veszélyeztetése nélkül. A protokoll jövőbeni alkalmazásai között szerepel a lassan felszabaduló ClO 2 tasakok hatékonyságának tesztelése a meglévő kereskedelmi csomagolás kiegészítéseként bármilyen friss élelmiszer, például gyümölcs, zöldség, hús és kenyér fertőző és rothasztó ágensei ellen.

    Előfizetés szükséges. Kérjük, ajánlja a JoVE-t könyvtárosának.

    Köszönetnyilvánítás

    Szeretnénk megköszönni a Worrell Water Technologies, LLC pénzügyi támogatását. A márka vagy a saját termék megemlítése csak azonosításra szolgál, és nem jelenti azt, hogy az USA Mezőgazdasági Minisztériuma képviselne vagy szavatolna a terméken.