천공 포장 시스템에서 이산화 염소의 제어 릴리스는 저장 수명을 연장하고 포도 토마토의 안전을 개선하기 위해
Summary
Here, we describe a protocol for the application of a novel, slow-release ClO2 product that reduces spoilage and extends the shelf life of fresh fruit. The slow-release ClO2 product was added to standard commercial grape tomato packaging and tested against Escherichia coli and Alternaria alternata.
Abstract
파우치 반투과성 폴리머 필름으로 C10의 2 슬러리 형태로 밀봉하여 개발 된 제어 방출 이산화 염소 (C10의 2); 주머니의 방출 특성 또는 과실이없는 용기에 관찰 하였다. 파우치는 포도, 토마토를 포함하는 천공 된 클램 쉘의 내부 및 미생물 군, 경도에 미치는 영향에 부착하고, 중량 손실은 20 ° C에서 14 일의 저장 기간을 평가 하였다. 3 일 이내에는 클램 쉘의 C10의 2 농도 / 3.5 PPM에 도달 한 후, 날 (10), 그것은 3.08 로그 CFU 의해 대장균 개체수를 감소 2 파우치 강한 항균 활성을 나타내 일 14 C10의 약 2 ppm으로 감소 될 때까지 일정하게 유지 저장 14 일 후 2.85 로그 CFU / g에 의해 g 및 알터 alternata 집단. C10의 2 처리는 연화 중량 손실 감소 및 토마토의 전체 수명을 연장. 우리의 결과C10의 2 치료가 수명을 연장하고 품질을 손상시키지 않고 저장하는 동안 토마토의 미생물 안전성을 향상하는 데 유용하는 것이 좋습니다.
Introduction
신선한 과일과 야채가 풍부한 식단은 관상 동맥 심장 질환과 암 (1)의 특정 유형을 포함하여 많은 질병의 위험을 줄이기 위해 도움이 될 수 있습니다. 그러나 농산물이 오염 먹는 소비자들 사이에서 질병이나 사망을 일으킬 수있는 신선한 과일과 야채의 섭취로 인한 대장균, 살모넬라 엔테 리스테리아 균 등 식중독 미생물 병원균의 숫자가 있습니다. 예를 들어, 대장균 O157 : H7의 발생은 포도, 토마토, 딸기 3, 4와 관련이 있고, A 형 간염의 발생은 신선한 블루 베리 (5)와 관련되어있다. 또한, 미생물 오염은 수확 후 부패 6을 통해 실질적인 제품의 손실이 발생할 수 있습니다. 알터 alternata 중요한 식물 병원성 곰팡이 t이다 모자는 식물 (7) (380)를 통해 호스트 종에서 잎 반점 및 기타 질병을 일으키는 것으로 알려져있다. 는 알터 검은 점 8, 줄기 구강 질환과 토마토 (9)의 잎 마름병의 원인이 될 것으로 나타났다. 따라서, 안전하고 효과적인 수확 후 오염 제거 처리는 모두 제어 인성 병원균에 필요하고 신선한 농산물의 수확 후 부패를 방지 할 수 있습니다.
저와 비 잔류 기술은 다른 살균제에 대한 새로운 트렌드입니다. 수확 살균제의 다양한 부패 미생물을 줄이고 식중독을 방지하기 위해 사용되어왔다. 오존, 강한 항균제는, 딸기, 블루 베리 (10), (11)의 품질과 신선도를 유지하는 것으로 나타났다. 그러나, 오존은 과일 표면 조직의 산화를 유발할 수 있고 변색 맛 품질이 저하 될 수있다S = "외부 참조"> 12. 염소는 같은 블루 베리, 사과 (13)로, 신선한 농산물을 소독하는 데 사용되었습니다. 효과적인 반면, 염소 신선한 과일 (15)의 살균을 위해 사용될 때, 특히 발암 부산물 (14)의 결과로, 질소 함유 화합물이나 암모니아와 반응 할 수있다.
이산화 염소 (C10의 2), 소독제 대안은 과일과 야채 (16)의 수확 후 치료를 위해 중국과 미국 모두에 의해 승인되었다. C10의 2 자유 염소 (17)의 그것보다 2.5 배 더 큰 산화 용량 수용성 산화제이다. C10의 2 저농도 및 단시간 접촉 (18)이 매우 효과적이다. C10의 2 소독에 사용되는 농도에서 독성이 최소한 부식성을 가지며, 그것은 가장 효과적인 살균제로 인식되고설정 및 19, 20, 21의 다양한 용도 진균 제제.
많은 연구 결과 C10의 2가 인성 병원균 및 수확 후 붕괴 (16)를 제어 할 수 있음을 보여 주었다. H7 딸기, 블루 베리 및 부패 (22) (23)을 방지하기 위해 예를 들어, C10의 가스는 리스테리아 모노 사이토 겐, 살모넬라, 대장균 O157을 비활성화하기 위해 사용되었다. 신선한 과일의 특성을 유지하면서 C10의 2 가스가 미생물 오염의 위험을 감소하고, 딸기 (24)의 수확 후 부패를 제어에 효과적이었다. 그러나 역사적 사이트 또는 비효율적 인 두 부분 분말 혼합에 필요한 비싼 발전기 고농도 비 수송 불안정하다.
그러나, 새로운 C10의기성품, 제어 방출 형 제제 (예, 그것은 발전기 또는 성분의 예비 혼합을 필요로하지 않습니다) 2 제품은 예비 실험 25에서 식품 부패 미생물과 병원균을 제어에 매우 효과적인 것으로 나타났다. 그것은 환경에 어떤 부작용, C10의 2의 안전하고 비용 효율적, 비 부식성, 쉽게 수송 및 제어 방출 형태이다. 이전 실험 여과 재료에 싸여 대합 조개 껍질 포장에 배치이 서방 C10의 2 분말은 크게, 신선한 블루 베리와 딸기의 부패를 감소 베리의 수분 손실을 감소하고, 수확 후 저장 25 일 26시 과일 탄력을 유지하고 있음을 증명하고있다. 최근, 제어 방출 C10의 2 패킷은 반투과성 폴리머 필름 C10의 2 슬러리 형태로 밀봉하여 개발되었다. 이 연구의 목적이었다: 1)로 모두 밀폐 용기 C10의 가스 방출 특성을 모니터링하고 천공 클램 쉘에, 2) C10의 2 파우치 인성 병원균에 용기 포도 토마토의 붕괴로 묶여 제어 방출의 효과를 조사하고, 3) 포도 토마토의 저장 품질에 서방 C10의 2의 효과를 평가한다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이산화 염소는 음식의 부패를 방지 할 수있는 이상적인 살 생물이다. 그러나, 비싼 발전기 또는 비효율적 인 두 부분으로 혼합 분말을 필요 고농도 비 수송에서 불안정하다. 이 연구는 식품의 부패 및 식품 매개 질환의 발생을 줄이기 위해 이산화 염소의 안정, 즉시 사용 가능한 형태의 응용 프로그램을 조사했다. 현재 사용중인 다른 이산화 염소의 응용 기술과는 대조적으로, 여기에 사용되는 상?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리는 워렐 워터 테크놀로지, LLC에서 제공하는 재정 지원을 감사드립니다. 상표 또는 독점적 인 제품에 대한 언급은 식별하고 미국 농무부의 보증 또는 제품의 보증을 의미하지는 않습니다.
Materials
| Curoxin chlorine dioxide pouch | Worrell Water Technologies | Slurry, a.i. 9.5% in sealed permeable polymer film | |
| Grape tomato | Santa Sweets, Inc | Santa Sweets Authentic | |
| ClO2 gas detector | Analytical Technology, Inc., Collegeville, PA | PortaSens II | |
| Perforated clamshell | Packaging Plus LLC, Yakima, WA | OSU #1, 1 lb | |
| Escherichia coli | Wild Type (WT) from fruit surface | ||
| Alternaria alternata | from fruit surface | ||
| E. coli agar | EC Broth, Oxoid, UK | EC Broth with 1.5% agar | |
| Potato dextrose agar | BD Difco, Sparks, MD | ||
| Levine eosin methylene blue agar | BD Difco, Sparks, MD | ||
| Trigger spray bottle | Impact Products, LLC., Toledo, OH | ||
| Sterilized sampling bag | Fisherbrand, Fisher Scientific, Pittsburgh, PA | ||
| Orbit shaker | New Brunswick Scientific, New Brunswick, NJ | Innova 2100 | |
| IUL Instruments Neutec Eddy jet spiral plater inoculation plating system | Neutec Group Inc., Farmingdale, NY | ||
| EZ micro optical plate reader | Synoptics, Ltd., Cambridge, UK | ProtoCOL | |
| Fruit firmness tester | Bioworks Inc, Wamego, KS | FirmTech 2 | |
| Tinytag temperature and RH data logger | Gemini Data Loggers, West Sussex, UK | ||
| McFarland equivalence turbidity standard | Fisherbrand, Fisher Scientific, Pittsburgh, PA |
References
- Van Duyn, M. S., Pivonka, E. Overview of the health benefits of fruit and vegetable consumption for the dietetics professional: Selected literature. J Am Diet Assoc. 100 (12), 1511-1521 (2000).
- Beuchat, L. R. Ecological factors influencing survival and growth of human pathogens on raw fruits and vegetables. Microbes Infect. 4 (4), 413-423 (2002).
- Mahmoud, B. S. M., Bhagat, A. R., Linton, R. H. Inactivation kinetics of inoculated Escherichia coli O157 : H7, Listeria monocytogenes and Salmonella enterica on strawberries by chlorine dioxide gas. Food Microbiol. 24 (7-8), 736-744 (2007).
- Bean, N. H., Griffin, P. M. Foodborne disease outbreaks in the United-States, 1973-1987 – pathogens, vehicles, and trends. J Food Protect. 53 (9), 804-817 (1990).
- Calder, L., et al. An outbreak of hepatitis A associated with consumption of raw blueberries. Epidemiol Infect. 131 (1), 745-751 (2003).
- Chen, Z., Zhu, C. H. Combined effects of aqueous chlorine dioxide and ultrasonic treatments on postharvest storage quality of plum fruit (Prunus salicina L.). Postharvest Biol Technol. 61 (2-3), 117-123 (2011).
- Mmbaga, M. T., Shi, A. N., Kim, M. S. Identification of Alternaria alternata as a causal agent for leaf blight in syringa species. Plant Pathology J. 27 (2), 120-127 (2011).
- Fagundes, C., Palou, L., Monteiro, A. R., Perez-Gago, M. B. Hydroxypropyl methylcellulose-beeswax edible coatings formulated with antifungal food additives to reduce alternaria black spot and maintain postharvest quality of cold-stored cherry tomatoes. Sci Hortic-Amsterdam. 193, 249-257 (2015).
- Akhtar, K. P., Saleem, M. Y., Asghar, M., Haq, M. A. New report of Alternaria alternata causing leaf blight of tomato in Pakistan. Plant Pathol. 53 (6), 816 (2004).
- Spalding, D. H. Effect of ozone on appearance and decay of strawberries peaches and lettuce. Phytopathology. 56, 586 (1966).
- Bialka, K. L., Demirci, A. Decontamination of Escherichia coli O157 : H7 and Salmonella enterica on blueberries using ozone and pulsed UV-Light. J Food Sci. 72 (9), M391-M396 (2007).
- Kim, J. G., Yousef, A. E., Dave, S. Application of ozone for enhancing the microbiological safety and quality of foods: A review. J Food Protect. 62 (9), 1071-1087 (1999).
- Crowe, K. M., Bushway, A., Davis-Dentici, K. Impact of postharvest treatments, chlorine and ozone, coupled with low-temperature frozen storage on the antimicrobial quality of lowbush blueberries (Vaccinium angustifolium). LWT-Food Sci Technol. 47 (1), 213-215 (2012).
- Richardson, S. D., Plewa, M. J., Wagner, E. D., Schoeny, R., DeMarini, D. M. Occurrence, genotoxicity, and carcinogenicity of regulated and emerging disinfection by-products in drinking water: A review and roadmap for research. Mutat Res-Rev Mutat. 636 (1-3), 178-242 (2007).
- Soliva-Fortuny, R. C., Martin-Belloso, O. New advances in extending the shelf-life of fresh-cut fruits: a review. Trends Food Sci Tech. 14 (9), 341-353 (2003).
- Zhu, C. H., Chen, Z., Yu, G. Y. Fungicidal mechanism of chlorine dioxide on Saccharomyces cerevisiae. Ann Microbiol. 63 (2), 495-502 (2013).
- Han, Y., Sherman, D. M., Linton, R. H., Nielsen, S. S., Nelson, P. E. The effects of washing and chlorine dioxide gas on survival and attachment of Escherichia coli O157 : H7 to green pepper surfaces. Food Microbiol. 17 (5), 521-533 (2000).
- Chen, Z., Zhu, C. H., Han, Z. Q. Effects of aqueous chlorine dioxide treatment on nutritional components and shelf-life of mulberry fruit (Morus alba L). J Biosci Bioeng. 111 (6), 675-681 (2011).
- Gordon, G., Rosenblatt, A. A. Chlorine dioxide: The current state of the art. Ozone-Sci Eng. 27 (3), 203-207 (2005).
- Park, S. H., Kang, D. H. Antimicrobial effect of chlorine dioxide gas against foodborne pathogens under differing conditions of relative humidity. LWT-Food Sci Technol. 60 (1), 186-191 (2015).
- Wu, V. C. H., Kim, B. Effect of a simple chlorine dioxide method for controlling five foodborne pathogens, yeasts and molds on blueberries. Food Microbiol. 24 (7-8), 794-800 (2007).
- Mahmoud, B. S., Bhagat, A. R., Linton, R. H. Inactivation kinetics of inoculated Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes and Salmonella enterica on strawberries by chlorine dioxide gas. Food Microbiol. 24 (7-8), 736-744 (2007).
- Popa, I., Hanson, E. J., Todd, E. C., Schilder, A. C., Ryser, E. T. Efficacy of chlorine dioxide gas sachets for enhancing the microbiological quality and safety of blueberries. J Food Protect. 70 (9), 2084-2088 (2007).
- Jin, Y. Y., Kim, Y. J., Chung, K. S., Won, M., Bin Song, ., K, Effect of aqueous chlorine dioxide treatment on the microbial growth and qualities of strawberries during storage. Food Sci Biotechnol. 16 (6), 1018-1022 (2007).
- Sun, X. X., et al. Antimicrobial activity of controlled-release chlorine dioxide gas on fresh blueberries. J Food Protect. 77 (7), 1127-1132 (2014).
- Wang, Z., et al. Improving storability of fresh strawberries with controlled release chlorine dioxide in perforated clamshell packaging. Food Bioprocess Technol. 7 (12), 3516-3524 (2014).
- Narciso, J. A., Ference, C. M., Ritenour, M. A., Widmer, W. W. Effect of copper hydroxide sprays for citrus canker control on wild-type Escherichia coli. Lett Appl Microbiol. 54 (2), 108-111 (2012).
- Lee, S. Y., Costello, M., Kang, D. H. Efficacy of chlorine dioxide gas as a sanitizer of lettuce leaves. J Food Protect. 67 (7), 1371-1376 (2004).
- Shinb, H. S., Jung, D. G. Determination of chlorine dioxide in water by gas chromatography-mass spectrometry. J Chromatogr A. 1123, 92-97 (2006).
- Tzanavaras, P. D., Themelis, D. G., Kika, F. S. Review of analytical methods for the determination of chlorine dioxide. Cent Eur J Chem. 5 (1), 1-12 (2007).
- Sy, K. V., Murray, M. B., Harrison, M. D., Beuchat, L. R. Evaluation of gaseous chlorine dioxide as a sanitizer for killing Salmonella, Escherichia coli O157 : H7, Listeria monocytogenes, and Yeasts and molds on fresh and fresh-cut produce. J Food Protect. 68 (6), 1176-1187 (2005).
- Du, J., Han, Y., Linton, R. H. Efficacy of chlorine dioxide gas in reducing Escherichia coli O157 : H7 on apple surfaces. Food Microbiol. 20 (5), 583-591 (2003).
- Wang, Y. Z., Wu, J., Ma, D. W., Ding, J. D. Preparation of a cross-linked gelatin/bacteriorhodopsin film and its photochromic properties. Sci China Chem. 54 (2), 405-409 (2011).
- Guo, Q., et al. Chlorine dioxide treatment decreases respiration and ethylene synthesis in fresh-cut ‘Hami’ melon fruit. Int J Food Sci Tech. 48 (9), 1775-1782 (2013).
- Aday, M. S., Caner, C. The applications of ‘active packaging and chlorine dioxide’ for extended shelf life of fresh strawberries. Packag Technol Sci. 24 (3), 123-136 (2011).
- Paniagua, A. C., East, A. R., Hindmarsh, J. P., Heyes, J. A. Moisture loss is the major cause of firmness change during postharvest storage of blueberry. Postharvest Biol Technol. 79, 13-19 (2013).
- Gomez-Lopez, V. M., Ragaert, P., Jeyachchandran, V., Debevere, J., Devlieghere, F. Shelf-life of minimally processed lettuce and cabbage treated with gaseous chlorine dioxide and cysteine. Int J Food Microbiol. 121 (1), 74-83 (2008).
- Mahovic, M. J., Tenney, J. D., Bartz, J. A. Applications of chlorine dioxide gas for control of bacterial soft rot in tomatoes. Plant Dis. 91 (10), 1316-1320 (2007).
- Tan, H. K., Wheeler, W. B., Wei, C. I. Reaction of chlorine dioxide with amino-acids and peptides – kinetics and mutagenicity studies. Mutat Res. 188 (4), 259-266 (1987).
