JoVE Journal > Environment
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Automatic Translation
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Environment

Bir Delikli Ambalaj Sistemde Klor Dioksit Kontrollü salım Depolama ömrünü uzatmak ve Üzüm Domates Güvenliğini Artırmak İçin

Published: April 07, 2017
doi:
10.3791/55400
, , , , , , , ,
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

Kese yarı geçirgen polimer film haline ClO 2'nin bir bulamaç formunu sızdırmazlık tarafından geliştirilen bir kontrollü salım klorin dioksit (ClO2); torbanın salma özellikleri olan ya da meyve olmayan kaplar içinde izlenmiştir. Kese üzüm domates ihtiva eden bir delikli kapaklı iç ve mikrobiyal popülasyon, sertlik üzerindeki etkisine takıldı ve kilo kaybı 20 ° C 'de 14 günlük bir depolama süresi boyunca değerlendirildi. 3 gün içinde, kabuklu olarak ClO2 konsantrasyonu / 3.5 ppm ulaşmış, daha sonra gün 10, bu 3.08 log CFU Escherichia coli popülasyonlarının düşürülmesinde, 2 kese güçlü antimikrobiyal aktivite göstermiştir gün 14. ClO 2 ppm düşene kadar sabit kalmıştır depolama 14 gün sonra 2.85 log CFU / g g Alternaria alternata popülasyonu. ClO2 tedavi ayrıca yumuşatıcı ve kilo kaybı indirgenmiş ve domates genel raf ömrünü uzatmıştır. SonuçlarımızClO2 tedavi raf ömrü ve kalitesini bozmadan depolama sırasında domates mikrobiyal güvenliğini geliştirmek için yararlı olduğunu göstermektedir.

Introduction

Taze meyve ve sebze açısından zengin bir diyet, koroner kalp hastalığı ve kanser 1 belirli türleri de dahil olmak üzere birçok hastalık riskini azaltmaya yardımcı olabilir. Ancak, üretmek 2 kontamine yediğimiz tüketiciler arasında hastalığa ve hatta ölüme neden olabilir taze sebze ve meyve tüketimi ile ilişkilidir, Escherichia coli, Salmonella enterica ve Listeria monocytogenes olarak gıda kaynaklı mikrobiyal patojenler, bir dizi vardır. Örneğin, E. coli O157: H7 vakaları üzüm, domates, çilek, 3, 4 ile ilişkilendirilmiştir ve hepatit A salgınları taze yaban mersini 5 ile ilişkilendirilmiştir. Buna ek olarak, mikrobik kirlenme hasat sonrası çürüme 6 aracılığıyla önemli ürün kaybına neden olabilir. Alternaria alternata önemli bitki patojenik mantar t, şapka bitkiler 7 380 üzerinde bir ev sahibi türünden yaprak lekeleri ve diğer hastalıkların neden olduğu bilinmektedir. Bir Alternaria siyah nokta 8, bir kök pamukçuk hastalığı ve domates 9 bir yaprak yanıklığı neden olduğu gösterilmiştir. Bu nedenle, güvenli ve etkili hasat-sonrası dekontaminasyon işlem, her iki kontrol gıda kaynaklı patojenler için gerekli olan ve taze ürün olarak hasat sonrası çürüme önlemek için kullanılırlar.

Düşük ve olmayan kalıntı teknolojiler, alternatif ilaçlardan için yeni eğilimleri vardır. Hasat sonrası mantar öldürücü ilaçların çeşitli bozulma organizmalarının azaltmak ve gıda kaynaklı hastalıkların önlenmesi için kullanılmaktadır. Ozon kuvvetli bir antimikrobiyal madde, çilek ve yaban mersini 10, 11, kalite ve tazeliği korumak için gösterilmiştir. Bununla birlikte, ozon, meyve yüzeyi doku oksidasyonuna neden olabilir ve renk ve tat kalitesinin bozulmasına neden olabilirs = "xref"> 12. Klor yaban mersini ve elma 13 olarak, taze ürün sterilize etmek için kullanılmıştır. Etkili olmakla birlikte, klor, taze meyve 15 sanitasyon için kullanılan, özellikle kanserojen yan 14 ile sonuçlanan, nitrojen-ihtiva eden bileşikler ya da amonyak ile reaksiyona girebilir.

Klorin dioksit (ClO2), temizleyici alternatif, meyve ve sebze 16 hasat sonrası tedavi için, Çin ve ABD tarafından onaylanmıştır. ClO2 serbest klor 17'dekine 2.5 kat daha yüksek bir oksidasyon kapasitesi olan bir suda-çözünür bir oksitleme maddesidir. ClO2 düşük konsantrasyonlarda ve kısa bir temas süresi 18 ile son derece etkilidir. ClO 2 dezenfeksiyon için kullanılan konsantrasyonlarda, düşük toksisite ve minimum aşındırıcılık sahiptir ve en etkili bir bakteri öldürücü biri olarak kabul edilmektedirve ayarları 19, 20, 21 çeşitli kullanılmak üzere mantar öldürücü ajanlar.

Çok sayıda araştırma sonuçları ClO2 gıda kaynaklı patojenler ve hasat sonrası çürüme 16 kontrol göstermiştir. H7 ve yaban mersini bozulma 22, 23 önlemek için: Örneğin, ClO2 gaz L. monocytogenes, Salmonella, E. coli O157 etkisiz hale getirmek üzere kullanılmaktadır. Taze meyve özelliklerini korurken ClO2 gaz mikrobik kontaminasyon riskini azaltır ve çilek 24 hasat sonrası çürüme kontrol altına etkiliydi. Bununla birlikte, geçmişte bir siteye ya da etkisiz, iki parçalı toz karıştırma yüksek maliyetli jeneratörler gerektiren, yüksek konsantrasyonlarda ve olmayan taşınabilir en stabil değildir.

Ancak, yeni bir ClOHazır bir kontrollü salım formülasyonu (örneğin, bir jeneratör veya bileşenlerin önceden karıştırılmasını gerektirmez) 2 ile ürün hazırlık deneylerinde 25 gıda bozucu organizmalar ve patojenleri kontrol etmek son derece etkili olduğu gösterilmiştir. Bu çevre üzerinde olumsuz etkileri olan, ClO 2 güvenli, düşük maliyetli, aşındırıcı olmayan, kolay taşınabilir ve kontrollü salım formudur. Önceki deneyler, bir filtrasyon malzemesi ile sarılmış ve kapaklı paket olarak yerleştirilen bu yavaş salınımlı ClO2 toz önemli ölçüde taze yaban mersini ve çilek çürümesi, indirgenmiş meyve suyu kaybına da yol açmaktadır ve hasat sonrası depolama 25, 26 boyunca meyve sertliğini muhafaza olduğunu göstermiştir. Son zamanlarda, bir kontrollü salım ClO2 paket yarı geçirgen bir polimer film içinde ClO 2'nin bir bulamaç formunu sızdırmazlık tarafından geliştirilmiştir. Bu çalışmanın amaçları vardı: 1) hem de kapalı bir kap içinde ClO2 gaz salınım özelliklerini izlemek ve delikli kabuklu olarak, 2) ClO2 kese gıda patojeni bakteriler üzerinde bir kap ve üzüm domates çürüme içine kontrollü-salım etkisini incelemek, ve 3) üzüm domates depolama kalitesi üzerinde kontrollü salım ClO2 etkilerini değerlendirir.

Protocol

Bir Kapalı Odası kafa kısmında Gaz ClO 2 1. Ölçüm Malzeme elde edilir: ClO2 kesenin (serbest bırakma oranı için bir polimer film içinde ClO2 bulamaç (% 9.5 AI), 0.5 g (6 cm2) 'nin toplam yüzey alanı; tam bileşenler özel olan), bir cam bölme (19.14 L) ve değiştirilebilir gaz giriş ve çıkışı olan bir kapak. Çift taraflı bir bantı kullanarak, kapağa ClO2 kese takın. vazelin ile kapak sızdırmazlık odac?…

Representative Results

ClO 2 salımı ilk birkaç saat boyunca doğrusal deseni sergilemiştir. konsantrasyonu, ilk 4 saat içinde, yaklaşık 2.38 ppm / saat'e artırıldı. Salma hızı 24 saat inkübasyondan sonra yavaşladı ve ClO2 konsantrasyonu 25.4 ppm olmuştur. Ancak bu konsantrasyon 24 saat inkübasyondan (Şekil 1) sonra stabil olma eğilimindeydi. Üzüm domates kapaklı üst katman ClO2</…

Discussion

Klor dioksit besin çürümesini önlemek için ideal biosittir. Bununla birlikte, pahalı jeneratörleri ya da etkisiz, iki parçalı toz karıştırma gerektiren yüksek konsantrasyonları ve olmayan taşınabilir en stabil değildir. Bu çalışma, gıda bozulma ve gıda kaynaklı hastalık insidansının azaltılması için bir klorin dioksit kararlı, kullanıma hazır kullanımlı formunun uygulanmasını incelenmiştir. Şu anda kullanımda olan diğer klor dioksit uygulama teknolojilerinin aksine, burada kullan?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Biz Worrell Su Teknolojileri, LLC tarafından sağlanan mali destek teşekkür etmek istiyorum. Bir ticari marka veya mülkiyet ürünün Mansiyon sadece tanımlama için ve ABD Tarım Bakanlığı tarafından garanti veya ürünün garanti anlamına gelmez.

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
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. Beuchat, L. R. Ecological factors influencing survival and growth of human pathogens on raw fruits and vegetables. Microbes Infect. 4 (4), 413-423 (2002).
  3. 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).
  4. 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).
  5. Calder, L., et al. An outbreak of hepatitis A associated with consumption of raw blueberries. Epidemiol Infect. 131 (1), 745-751 (2003).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Spalding, D. H. Effect of ozone on appearance and decay of strawberries peaches and lettuce. Phytopathology. 56, 586 (1966).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. Zhu, C. H., Chen, Z., Yu, G. Y. Fungicidal mechanism of chlorine dioxide on Saccharomyces cerevisiae. Ann Microbiol. 63 (2), 495-502 (2013).
  17. 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).
  18. 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).
  19. Gordon, G., Rosenblatt, A. A. Chlorine dioxide: The current state of the art. Ozone-Sci Eng. 27 (3), 203-207 (2005).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. Sun, X. X., et al. Antimicrobial activity of controlled-release chlorine dioxide gas on fresh blueberries. J Food Protect. 77 (7), 1127-1132 (2014).
  26. 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).
  27. 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).
  28. 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).
  29. Shinb, H. S., Jung, D. G. Determination of chlorine dioxide in water by gas chromatography-mass spectrometry. J Chromatogr A. 1123, 92-97 (2006).
  30. 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).
  31. 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).
  32. 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).
  33. 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).
  34. 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).
  35. 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).
  36. 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).
  37. 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).
  38. 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).
  39. 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).

Tags

Chlorine DioxideControlled ReleaseFood PreservationGrape TomatoesShelf LifeE. ColiAlternaria AlternataAntimicrobialPost-harvestProduce Storage

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
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).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image