Kontrollert frigjøring av klordioksid i en perforert pakkesystem for å forlenge holdbarheten og forbedre sikkerheten til drue tomater

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

Kontrollert frigivelses klordioksyd (CIO ₂₎ posen ble utviklet ved å forsegle en slurryform av ClO ₂ inn i semipermeable polymerfilm; slippegenskapene til posen ble overvåket i beholdere med eller uten frukt. Posen fikk bli festet på innsiden av en perforert flip innhold av drue tomater, og effekten på tarmfloraen, fasthet, og vekttapet ble bedømt i løpet av en 14 dagers lagringsperiode ved 20 ° C. I løpet av 3 dager var konsentrasjonen i skjellene ClO ₂ nådde 3,5 ppm og holdt seg konstant inntil dag 10. Deretter blir det redusert til 2 ppm ved dag 14. Den ClO ₂ Posen utviste sterk antimikrobiell aktivitet, redusere Escherichia coli-populasjoner av 3,08 log CFU / g og Alternaria alternata populasjoner ved hjelp 2,85 log CFU / g etter 14 dagers lagring. Den ClO _2-behandling også redusert mykning og vekttap og forlenget den generelle holdbarhet på tomater. våre resultaterantyder at ClO ₂ behandling er nyttig for å forlenge lagringstiden og forbedre den mikrobielle sikkerheten av tomater under lagring uten å forringe deres kvalitet.

Introduction

Et kosthold rikt på frukt og grønnsaker kan bidra til å redusere risikoen for mange sykdommer, inkludert koronar hjertesykdom og spesifikke typer kreft ^1. Det finnes imidlertid en rekke matbårne mikrobielle patogener, som for eksempel Escherichia coli, Salmonella ente og Listeria monocytogenes, forbundet med inntak av frisk frukt og grønnsaker som kan forårsake sykdom eller dødsfall blant forbrukere som spiser forurenset produsere ^to. For eksempel, E. coli O157: H7 utbruddene har vært forbundet med ^druer, tomater og jordbær ^{3 4,} og hepatitt A utbruddene har vært forbundet med fersk blåbær ^5. I tillegg kan mikrobiologisk forurensning føre til betydelige tap av væske gjennom belysning under lagring forråtnelse ^6. Alternaria alternata er en viktig patogen sopp plante t Luen er kjent for å forårsake bladflekker og andre sykdommer i over 380 vertsplantearter ^7. Det har vist seg å være årsaken til en Alternaria svart flekk ^8, en stilk canker sykdom og et blad sykdom på planter av tomater ^9. Derfor er en trygg og effektiv belysning under lagring dekontaminering behandling som er nødvendig for begge styre matbårne patogene og for å forhindre forråtnelse belysning under lagring i ferske råvarer.

Lav- og ikke-rester teknologiene er nye trender for alternative rensemidler. En rekke postharvest fungicider har blitt brukt til å redusere ødeleggende organismer og for å hindre matbåren sykdom. Ozon, et sterkt antimikrobielt middel, har vist seg å bevare kvaliteten og friskhet av jordbær og blåbær ^{10, 11.} Imidlertid kan ozon forårsake oksidasjon av frukt overflaten vev og kan føre til misfarging og forringelse av smak kvalitets = "ekstern referanse"> 12. Klor har blitt brukt for å rense ferske produkter, slik som blåbær og epler ^13. Mens effektiv, kan klor reagere med nitrogenholdige forbindelser eller ammoniakk, noe som resulterer i kreftfremkallende biprodukter ^14, spesielt når de brukes for rensingen av frisk frukt ^15.

Klordioksyd (ClO _2), en alternativ rensemiddel, ble godkjent av både Kina og i USA for behandling belysning under lagring av frukt og grønnsaker ^16. ClO ₂ er et vannoppløselig oksidasjonsmiddel med et oksidasjonskapasiteten 2,5 ganger større enn for fritt klor ^17. ClO ₂ er meget effektive ved lave konsentrasjoner, og med en kort kontakttid ^18. ClO ₂ har lav toksisitet og minimal korrosivitet ved de konsentrasjoner som anvendes for desinfeksjon, og det er anerkjent som en av de mest effektive baktericideog fungicide midler for anvendelse i en rekke forskjellige innstillinger ^{19, 20, 21.}

Tallrike forskningsresultater har vist at ClO ₂ styre matbårne patogene og belysning under lagring forråtnelse ^16. For eksempel har ClO ₂ gass vært anvendt for å inaktivere L. monocytogenes, Salmonella og E. coli O157: H7 og for å forebygge blåbær og jordbær forringende ^{22, 23.} ClO ₂ gass reduserer risikoen for mikrobiell forurensning og samtidig opprettholde egenskapene til frisk frukt, og det var effektiv til å kontrollere belysning under lagring nedbrytning av jordbær ^24. Det er imidlertid ustabil ved høye konsentrasjoner og som ikke er transportable, historisk krever kostbare generatorer på stedet eller ineffektiv todelte pulverblanding.

Men en ny ClO2 produkt med en ferdiglaget, kontrollert avgivende formulering (dvs. den ikke krever en generator eller en forblanding av bestanddelene) har vist seg å være svært effektive for kontrollering mat ødeleggende organismer og patogener i forforsøk ^25. Det er et sikkert og kostnadseffektivt, ikke-korroderende, lett transportable, og kontrollert frigjøringsform av ClO _2, uten noen negative effekter på miljøet. Tidligere forsøk har vist at denne sakte frigivelse, ClO ₂ pulver pakket i filtreringsmateriale og anbragt som et muslingskall emballasjen betydelig redusert nedbrytning av fersk blåbær og jordbær, redusert bær vanntap, og opprettholdt frukt fasthet under belysning under lagring lagring ^{25, 26.} Nylig ble en kontrollert frigivelses ClO ₂ pakke utviklet ved å forsegle en slurryform av ClO ₂ i en semipermeabel polymerfilm. Målene for dette arbeidet vartil: 1) å overvåke ClO _세스 gassfrigjøringsegenskaper både i en lukket beholder og i perforerte grabber, 2) undersøke effekten av en kontrollert frigivelse ClO ₂ pose innesluttet i en beholder på matbårne patogener og nedbrytning av drue tomater, og 3) evaluere effekten av kontrollert frigivelse ClO ₂ på lagringskvaliteten drue tomater.

Protocol

1. Måling av gassformig ClO 2 i det øvre område av et lukket kammer Oppnå materialer: ClO 2 pose (0,5 g ClO 2 slurry (9,5% ai) i en polymerfilm som er valgt for sin frigjøringshastighet (totalt overflateareal på 6 cm 2), den eksakte komponenter er proprietære), et glasskammer (19,14 L), og et lokk med veksling av gassinnløp og utløp. Fest ClO 2 posen til lokket ved hjelp av dobbeltsidig tape. Lukk kammeret ved å lukke lokket …

Representative Results

Frigjøringen av ClO 2 viste et lineært mønster i løpet av de første få timer. Konsentrasjonen økes omtrent 2,38 ppm / time i løpet av de første 4 timer. Aktiveringshastigheten avtok etter 24 timer inkubering, og ClO 2-konsentrasjonen nådde 25,4 ppm. Imidlertid er konsentrasjonen hadde en tendens til å være stabil etter 24 timer inkubasjon (figur 1). Topprommet ClO 2-konse…

Discussion

Klordioksid er en ideell biocid for å forhindre forråtnelse mat. Det er imidlertid ustabil ved høye konsentrasjoner og som ikke er transportable, og som krever kostbare eller ineffektive generatorer todelte pulverblanding. Denne studien undersøkte anvendelsen av en stabil, klar-til-bruk form av klordioksid for å redusere mat forringende og forekomsten av matbårne sykdommer. I motsetning til andre klordioksid applikasjonsteknologier er i bruk, kommersiell ClO ₂ som brukes her er kostnadseffektiv, har lan…

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