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환경과학

À libération contrôlée de dioxyde de chlore dans un système d'emballage perforé pour prolonger la vie de stockage et améliorer la sécurité des tomates raisin

Published: April 07, 2017
doi:
10.3791/55400
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1USDA, ARS, USHRL, 2Indian River Research and Education Center,University of Florida, 3Worrell Water Technologies, LLC

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

Une poche de dioxyde de chlore à libération contrôlée (ClO 2) a été développé par scellement d' une forme de suspension de ClO 2 dans le film de polymère semi – perméable; les propriétés de libération de la poche ont été surveillées dans des récipients avec ou sans fruits. Le sachet a été fixé à l'intérieur d'une coquille perforée contenant des tomates de raisin, et l'effet sur la population microbienne, la fermeté et la perte de poids a été évalué au cours d'une période de stockage de 14 jours à 20 ° C. Dans les 3 jours, la concentration de ClO 2 dans les coquilles atteint 3,5 ppm et reste constante jusqu'à ce jour 10. Par la suite, il a diminué de 2 ppm par jour 14. La poche ClO 2 présentait une forte activité anti – microbienne, la réduction des populations d ' Escherichia coli par 3,08 log UFC / g et Alternaria populations alternata par 2,85 log UFC / g après 14 jours de stockage. Le traitement ClO 2 a également réduit la perte de poids et de ramollissement et a prolongé la durée de vie globale des tomates. nos résultatssuggèrent que le traitement ClO 2 est utile pour prolonger la durée de vie et l' amélioration de la sécurité microbienne des tomates pendant le stockage sans nuire à leur qualité.

Introduction

Une alimentation riche en fruits et légumes frais peut aider à réduire le risque de nombreuses maladies, y compris les maladies coronariennes et certains types de cancers 1. Cependant, il y a un certain nombre de micro – organismes pathogènes d' origine alimentaire, tels que Escherichia coli, Salmonella enterica et Listeria monocytogenes, associés à la consommation de fruits et légumes frais qui peuvent causer la maladie ou même la mort chez les consommateurs qui mangent des produits contaminés 2. Par exemple, E. coli O157: H7 ont été associés avec des raisins, les tomates, les fraises et les 3, 4, et des épidémies d' hépatite A ont été associés à des bleuets frais 5. En outre, la contamination microbienne peut entraîner une perte de produit importante par la décomposition post – récolte 6. Alternaria alternata est une plante importante champignon pathogène t chapeau est connu pour provoquer des taches de feuilles et d' autres maladies dans plus de 380 espèces de plantes hôtes 7. Il a été démontré que la cause d'une tache noire Alternaria 8, une maladie du chancre de la tige et une brûlure des feuilles de tomates 9. Par conséquent, un traitement de décontamination post-récolte sûr et efficace est nécessaire pour les deux agents pathogènes d'origine alimentaire et de contrôle pour prévenir la carie post-récolte des produits frais.

technologies peu polluantes et sans résidus sont les nouvelles tendances pour assainisseurs alternatives. Une variété de fongicides post-récolte ont été utilisés pour réduire les organismes d'altération et de prévenir les maladies d'origine alimentaire. L' ozone, un puissant agent anti – microbien, a été montré pour préserver la qualité et la fraîcheur des fraises et les bleuets 10, 11. Cependant, l'ozone peut provoquer l'oxydation des tissus de surface de fruits et peut entraîner une décoloration et la détérioration de la qualité de saveurs = "xref"> 12. Le chlore a été utilisé pour désinfecter les fruits et légumes frais, tels que les myrtilles et les pommes 13. Bien qu'efficace, le chlore peut réagir avec des composés contenant de l' azote ou de l' ammoniac, ce qui entraîne des sous – produits cancérogènes 14, en particulier lorsqu'il est utilisé pour la désinfection de fruits frais 15.

Le dioxyde de chlore (ClO 2), une solution de rechange désinfectant pour les mains, a été approuvé par la Chine et les Etats – Unis pour le traitement post – récolte des fruits et légumes 16. ClO 2 est un agent oxydant soluble dans l'eau ayant une capacité d'oxydation de 2,5 fois supérieure à celle du chlore libre 17. ClO 2 est très efficace à de faibles concentrations et avec un court temps de contact 18. ClO 2 a une faible toxicité et corrosivité minimale aux concentrations utilisées pour la désinfection, et il est reconnu comme l' un des plus efficaces bactéricideet des agents fongicides utilisés dans une variété de paramètres 19, 20, 21.

De nombreux résultats de recherche ont montré que CIO2 peut contrôler les agents pathogènes d'origine alimentaire et la carie post – récolte 16. Par exemple, le gaz ClO 2 a été utilisé pour inactiver les L. monocytogenes, Salmonella et E. coli O157: H7 et pour empêcher la détérioration du bleuet et la fraise 22, 23. Gaz ClO 2 réduit le risque de contamination microbienne , tout en maintenant les caractéristiques de fruits frais, et il était efficace pour contrôler la désintégration post – récolte de fraises 24. Cependant, il est instable à des concentrations élevées et non transportable, nécessitant traditionnellement générateurs coûteux sur le site ou inefficace mélange de poudres en deux parties.

Cependant, une nouvelle ClO2 produit avec un ready-made, la formulation à libération contrôlée (elle ne nécessite pas un générateur ou pré – mélange d'ingrédients) a été montré très efficace pour lutter contre les organismes responsables de la détérioration des aliments et des agents pathogènes dans des expériences préliminaires 25. Il est un coffre – fort, rentable, non corrosif, facilement transportable et forme à libération contrôlée de ClO 2, sans effets négatifs sur l'environnement. Des expériences antérieures ont démontré que cette libération lente poudre ClO 2 enveloppé dans un matériau de filtration et placé dans un emballage double coque réduit de manière significative la décomposition de myrtilles fraîches et des fraises, une diminution de la perte d'eau de la baie, et maintient la fermeté des fruits au cours du stockage après récolte 25, 26. Récemment, on a élaboré un paquet à libération contrôlée ClO 2 par scellement d' une forme de suspension de ClO 2 dans un film de polymère semi – perméable. Les objectifs de ce travail étaient: 1) de contrôler les propriétés de libération de gaz ClO 2 à la fois dans un récipient fermé et en coquilles perforées, 2) examiner l'effet d'une libération contrôlée poche ClO 2 enfermé dans un récipient sur les agents pathogènes d'origine alimentaire et la décomposition des tomates en grappe, et 3) évaluer les effets de la libération contrôlée ClO 2 sur la qualité de stockage des tomates raisins.

Protocol

1. Mesure de CIO2 Gazeuse dans l'espace vide d'une chambre fermée Obtenir les matériaux: ClO 2 sachet (0,5 g de suspension ClO 2 (9,5% de matière active) dans un film de polymère choisi pour son taux de libération (surface totale de 6 cm 2), les composants exacts sont exclusifs), une chambre de verre (19,14 L), et un couvercle avec entrée de gaz et la sortie commutable. Attacher la poche ClO 2 au couvercle en utilisant un adhésif …

Representative Results

La libération de ClO 2 présentait un motif linéaire au cours des premières heures. La concentration a augmenté d'environ 2,38 ppm / h au cours de la première 4 h. La vitesse de libération est ralentie après 24 h d'incubation, et la concentration de ClO 2 a atteint 25,4 ppm. Cependant, la concentration tend à être stable après 24 heures d'incubation (figure 1). La co…

Discussion

Le dioxyde de chlore est un biocide idéal pour prévenir la carie alimentaire. Cependant, il est instable à des concentrations élevées et non transportable, ce qui nécessite des générateurs coûteux ou inefficaces mélange de poudres en deux parties. Cette étude a examiné l'application d'une écurie, forme prête à l'emploi de dioxyde de chlore pour réduire la détérioration des aliments et l'incidence des maladies d'origine alimentaire. Contrairement aux autres technologies d'applica…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Nous tenons à remercier le soutien financier apporté par Worrell Water Technologies, LLC. La mention d'une marque ou d'un produit exclusif est que pour l'identification et ne signifie pas une garantie ou garantie du produit par le Département américain de l'Agriculture.

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
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References

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Sun, X., Baldwin, E., Plotto, A., Narciso, J., Ference, C., Ritenour, M., Harrison, K., Gangemi, J., Bai, J. Controlled-release of Chlorine Dioxide in a Perforated Packaging System to Extend the Storage Life and Improve the Safety of Grape Tomatoes. J. Vis. Exp. (122), e55400, doi:10.3791/55400 (2017).
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