מבוקרת שחרורו של דו תחמוצת כלור בתוך מערכת אריזה מחוררת כדי להאריך את חיי האחסון ולשפר את הבטיחות של עגבניות ענבים
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
דו תחמוצת כלור מבוקר שחרור (CLO 2) נרתיק פותח על ידי איטום צורת תרחיף של CLO 2 לתוך סרט פולימר semipermeable; מאפייני שחרורו של הנרתיק נוטרו במיכלים עם או בלי פרות. הנרתיק הוצמד לחלק הפנימי של צדפה מחוררת המכילה עגבניות ענבים, ואת ההשפעה על אוכלוסייה המיקרוביאלית, נחישות, וירידה במשקל הוערכה במהלך תקופת אחסון 14 יום בשעת 20 ° C. בתוך 3 ימים, את הריכוז 2 CLO של clamshells הגיעו 3.5 עמודים לדקה ונשאר קבוע עד יום 10. לאחר מכן, זה ירד ל 2 ppm ביום 14. CLO 2 נרתיק הציג פעילות מיקרוביאלית חזקה, צמצום אוכלוסיות coli Escherichia ידי 3.08 לוג CFU / אוכלוסיות alternata ז ו Alternaria ידי 2.85 לוג CFU / g לאחר 14 ימים של אחסון. הטיפול 2 CLO גם קטינת הפסד ריכוך משקל האריך את חיי המדף הכוללים של העגבניות. התוצאות שלנוהטיפול עולה כי קלו 2 הוא שימושי עבור הארכת חיי המדף ושיפור הבטיחות מיקרוביאלי של עגבניות במהלך האחסון מבלי לפגוע באיכות שלהם.
Introduction
תזונה עשירה בפירות וירקות טריים עשויים לעזור להפחית את הסיכון של מחלות רבות, כולל מחלת לב כלילית וסוגים מסוימים של סרטן 1. עם זאת, ישנם מספר של פתוגנים חיידקים foodborne, כגון Escherichia coli, enterica סלמונלה, ו חיידקי ליסטריה, הקשורים לצריכת פירות וירקות טריים שיכולים לגרום למחלה או אפילו מוות בקרב הצרכנים שאוכלים מזוהמים התוצרת 2. לדוגמה, O157 החיידק: התפרצויות H7 קושרו עם ענבים, עגבניות, ותותים 3, 4, ו התפרצויות הפטיטיס A קושרו עם אוכמניות טריות 5. בנוסף, זיהום מיקרוביאלי יכול לגרום לאובדן מוצר ניכר דרך ריקבון postharvest 6. Alternaria alternata הוא לא פטרייה פתוגניים צמח חשוב כובע ידוע כגורם כתם עלו ומחלות אחרות מעל 380 מינים של צמחים מארחים 7. הוכח להיות הגורם של נקודה 8 שחור Alternaria, מחלה כיב גזע שידפון עלה של עגבניות 9. לכן, טיפול טיהור postharvest בטוח ויעיל יש צורך בשני פתוגנים foodborne מלאים כדי למנוע ריקבון postharvest בתוצרת טרייה.
נמוכות וטכנולוגיות שאינן שאריות הן מגמות חדשות עבור חיטוי אלטרנטיבה. מגוון של קוטלי פטריות postharvest שמש להפחתת אורגניזמים קלקול וכדי למנוע הרעלת מזון. אוזון, סוכן מיקרוביאלית חזקה, הוכח לשמור על איכות וטריות של תותים ואוכמניות 10, 11. עם זאת, אוזון עלול לגרום לחמצון של רקמת פרי שטח והוא יכול לגרום שינוי צבע וההידרדרות באיכות טעםs = "Xref"> 12. כלור שימש לטהר תוצרת טרייה, כגון אוכמניות ותפוחים 13. בעוד יעיל, כלור יכול להגיב עם תרכובות המכילות חנקן או אמוניה, וכתוצאה מכך תוצרי לוואי מסרטנים 14, במיוחד כאשר נעשה שימוש עבור חיטוי של פירות טריים 15.
כלור דו-חמצני (CLO 2), אלטרנטיבה Sanitizer, אושרה הן על ידי סין וארצות הברית לטיפול postharvest של פירות וירקות 16. CLO 2 חימצון מסיסי מים עם קיבולת חמצון 2.5 פעמים יותר מאשר זה של כלור חופשי 17. CLO 2 הוא יעיל מאוד בריכוזים נמוכים ועם זמן במגע קצר 18. יש CLO 2 רעילות נמוכות corrosiveness המינימאלי בריכוזים המשמשים לחיטוי, והיא מוכרת כאחת ובקטרצידית היעילה ביותרוסוכני קוטל פטריות לשימוש במגוון רחב של הגדרות 19, 20, 21.
תוצאות מחקר רבים הראו כי קלו 2 יכולים לשלוט פתוגנים foodborne ו postharvest ריקבון 16. לדוגמה, גז CLO 2 שימש להשבית חיידקי L., סלמונלה, ו O157 החיידק: H7 וכדי למנוע קלקול אוכמניות ותות 22, 23. CLO 2 גז מפחית את הסיכון של זיהום מיקרוביאלי תוך שמירה על המאפיינים של פירות טריים, וזה היה יעיל לשליטה על ריקבון postharvest של תותים 24. עם זאת, הוא לא יציב בריכוזים גבוהים ובלתי יבילים, היסטורי מחייב גנרטורים יקרים באתר או ערבוב שני חלקי אבקה לא יעיל.
עם זאת, CLO חדשמוצר 2 עם ניסוח מוכן, מבוקר-שחרור (כלומר, היא אינה דורשת גנרטור או premixing של מרכיבים) הוכח כאפקטיבי ביותר לשליטת אורגניזמים קלקול מזון ופתוגנים בניסויים ראשוניים 25. זוהי צורה בטוחה, חסכונית, שאינה מאכלת, יביל בקלות, ונשלט-השחרור של CLO 2, ללא השפעות שליליות על הסביבה. ניסויים קודמים הראו כי אבקה בשחרור איטי CLO 2 זה יהיה עטוף בחומר סינון והושמה אריזות צדפה משמעותית את הדעיכה של אוכמניות טריות ותותים, פחות איבוד מים בר, ומתוחזק מוצקה פרי במהלך אחסון postharvest 25, 26. לאחרונה, חבילת 2 מבוקר שחרור CLO פותחה על ידי איטום צורת תרחיף של CLO 2 על משטח פולימר semipermeable. המטרות של עבודה זו היואל: 1) לפקח תכונות שחרור CLO 2 גז במכל סגור בשני וב clamshells המחורר, 2) לחקור את ההשפעה של כיס CLO 2-שחרור מבוקר סגור בתוך מכולה על פתוגנים foodborne והריקבון של עגבניות ענבים, ו 3) להעריך את ההשפעות של שחרור מבוקר CLO 2 על איכות האחסון של עגבניות ענבים.
Protocol
Representative Results
Discussion
כלור דו-חמצני הוא biocide אידיאלי כדי למנוע ריקבון המזון. עם זאת, הוא לא יציב בריכוזים גבוהים ובלתי יבילים, מחייב גנרטורים יקרים או ערבוב שני חלקי אבקה לא יעיל. מחקר זה בדק את היישום של צורה יציבה, מוכנה לשימוש של דו תחמוצת כלור כדי להפחית קלקול מזון לבין שכיחות יתר של הרעל…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ברצוננו להודות על התמיכה הכספית שמספקת וורל Water Technologies, LLC. ציון של סימן מסחרי או מוצר קניינים הוא לצורך זיהוי בלבד, ואינו מרמז על ערבות או אחריות של המוצר על ידי משרד חקלאות האמריקאי.
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 |
Referências
- 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).
