在穿孔的包装系统二氧化氯的控释，延长贮藏寿命，提高葡萄番茄的安全

摘要

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.

摘要

的控释二氧化氯（CLO _2）袋是由密封二氧化_氯的浆液形式成半透聚合物膜显影;袋的释放特性在有或无果的容器进行了监测。将袋固定到含有葡萄西红柿穿孔蛤壳的内部，并在微生物群体，坚固性的效果，并在在20℃下14天的储存期进行评价的重量损失。在3天后，将二氧化_氯浓度在蛤壳达到为3.5ppm和保持不变，直到第10天。此后，通过3.08日志CFU降低至2ppm白天14.二氧化_氯袋显示出强大的抗微生物活性，从而减少大肠杆菌群体/克和链格孢种群由2.85日志CFU /克后存储14天。的二氧化_氯处理也降低软化和体重减轻和延长了的西红柿的整体的货架寿命。我们的研究结果表明，二氧化_氯的治疗是用于延长保质期和储存过程中改善的西红柿的微生物安全性而不损害它们的质量是有用的。

引言

丰富的新鲜水果和蔬菜的饮食可能有助于减少许多疾病，包括冠状动脉心脏疾病和特定类型的癌症¹的风险。不过，也有一些食源性致病微生物，如大肠杆菌 ， 沙门氏菌和李斯特菌 ，新鲜水果和蔬菜，可能会导致消费者谁食用被污染的农产品²中患病甚至死亡的消费有关。例如， 大肠杆菌（E.coli）O157:H7爆发已经与葡萄，番茄，草莓和^3,4相关联，并且甲型肝炎爆发已与新鲜蓝莓⁵相关联。此外，微生物污染可导致通过采后腐烂⁶实质的产品损失。 交链孢是一种重要的植物病原真菌ŧ帽是已知会导致叶斑和其他疾病中的植物⁷的超过380宿主物种。它已被证明是一种黑斑病 ^8，茎溃疡病，西红柿⁹的叶枯病的原因。因此，安全有效的采收后处理净化是需要两个控制食源性致病菌并防止采后腐烂在新鲜的农产品。

低收入和无渣技术是替代消毒剂的新趋势。各种采后杀菌剂已被用于减少腐败菌，防止食源性疾病。臭氧，强大的抗微生物剂，已显示出保留草莓和蓝莓^10，11的质量和新鲜度。然而，臭氧可以引起水果表面组织的氧化，可导致变色和风味质量的恶化S = "外部参照"> 12。氯已被用于消毒新鲜农产品，如蓝莓和苹果^13。虽然有效，氯可以与含氮化合物或氨反应，导致致癌的副产物^14，用于新鲜水果¹⁵中的消毒时尤其如此。

二氧化氯（二氧化_氯 ），洗手液的替代物，正在为水果和蔬菜¹⁶的采后处理批准中国和美国。二氧化_氯是一种水溶性氧化剂与氧化能力比的游离氯¹⁷的大2.5倍。二氧化_氯是在低浓度和具有短接触时间¹⁸非常有效。二氧化_氯具有用于消毒浓度低毒性和最小的腐蚀性，并且它被认为是最有效的杀菌之一并在各种设置^19，20，21使用杀菌剂。

众多的研究结果已经表明，二氧化_氯可以控制食源性致病菌和采后腐烂^16。例如，二氧化_氯的气体已被用于灭活单增李斯特菌 ， 沙门氏菌和大肠杆菌 O157:H7和防止蓝莓，草莓变质^22,23。二氧化_氯的气体减少了微生物污染的风险，同时保持新鲜水果的属性，并且它是在控制草莓²⁴的采后腐烂有效。然而，在高浓度和不可传输不稳定的，需要在历史上的网站或低效的两部分粉末混合昂贵发电机。

然而，一个新的CLO2产物与现成的，控制释放制剂（ 即，它不要求一个发生器或成分的预混合）已被证明是在控制的预备试验²⁵食品腐败生物和病原体非常有效。它是一种安全，经济高效，无腐蚀性，易于运输和控释二氧化_氯的形式，对环境无不良影响。先前的实验已经证明，该缓释CLO ₂粉末包裹在过滤材料，并放置在吸塑包装显著减少的新鲜蓝莓和草莓的衰退，减少浆果失水，和采后存储器^25，26期间维持果实硬度。最近，一种控释二氧化_氯包通过在半透性聚合物膜密封二氧化_氯的浆液形式开发的。这项工作的目标是:于:1）监测在两个封闭的容器中二氧化_氯的气体释放性和在穿孔的蛤壳，2）调查控制释放二氧化_氯袋封闭在上食源性致病菌的容器和葡萄西红柿的衰减的效果，以及3）评价对葡萄西红柿的质量存储控释二氧化_氯的影响。

研究方案

1.在封闭腔室的顶部空间气体二氧化_氯的测定

1. 获得的材料:二氧化_氯袋（0.5克在选择用于其释放速率的聚合物膜CLO ₂浆料（9.5％AI）的（6厘米^2）的总表面面积;确切的组分是专有的），玻璃室（19.14 L），并具有可切换气体入口和出口的盖子。
2. 附加二氧化_氯袋使用双面胶带盖子。
3. 通过密封用凡士林盖关闭所述腔室。
4. 连接CLO ₂气体检测到所述腔室的入口和出口。
   注意:这是一个气体循环系统，并在测量时没有发生气体损失。
5. 打开的入口和出口气体流量和测量所述室中的二氧化_氯浓度为孵育后0，1，2，3，4，24，26，28，和48小时。
6. 监测温度和相对湿度（RH）在与回火腔室ATURE和RH数据记录仪。

2.水果制品和存储

1. 从本地零售商获得15千克的新鲜葡萄番茄（ 番茄变种cerasiforme）。确保水果是健康的，没有视觉上的缺陷。
2. 接种的准备
   1. 使用从柑橘类水果表面²⁷ 大肠杆菌 （野生型）和链格孢的菌株接种。
   2. 在35℃下对大肠杆菌琼脂（ECA）培养大肠杆菌中²⁷ 1天，然后再培养于1天一个新板的生物体。通过与BAC-环采样ECA板，条纹上莱文细菌曙红亚甲基蓝（EMB）琼脂，并在35℃温育24小时，确认生物体;该转反射，金属绿培养是阳性的大肠杆菌 。
   3. 在马铃薯葡萄糖琼脂培养链格孢 （PDA），在25℃下直至孢子出现。
   4. 刮除从琼脂板中的大肠杆菌细胞在50mL的无菌蒸馏水直到估计浓度达到9日志CFU / mL的使用具有麦克法兰等价浊度标准的比较。加入1950毫升的含有0.1％无菌水吐温20，使2 L的总的最终接种物。
   5. 验证通过在埃克·阿加平板稀释电镀的细胞浓度。从培养基中刮去链格孢孢子，并将其暂停到2L含有0.1％Tween-20的无菌蒸馏水中。
      注:最终大肠杆菌人口为7.5日志CFU / g，并且所述链格孢人口为5.5日志CFU / g以下。
3. 放置7千克西红柿的入10升的不锈钢制锅，其是完全由耐高压加热的袋覆盖。放置在一个安全罩袋和锅。使用从顶部施加，同时轻轻搅拌该扳机喷雾器应用接种物溶液（2L）到水果水果用戴着手套的手。
   1. 5分钟后，将西红柿上灭菌片材的单个层，并允许他们在空气中干燥2小时。把约200g每个水果的成twent四个1磅（1.14〜L）穿孔的蛤壳。
4. 小心地折污染箔和它们放入钢锅。取下手套，把它们放进锅里。包裹袋高压灭菌和高压釜中于121℃下所有污染的用品25分钟。
5. 附着二氧化_氯袋至12个蛤壳盖。使用其他12个蛤壳作为对照。称量每个整个翻盖。保存在20°C的水果14天。
6. 采取样品第3天，7，10，和14样品3个蛤壳，代表3次重复，每人每天的治疗。

在蛤壳二氧化_氯浓度3.监测

1. 插入二氧化_氯的气体检测器的入口和出口管导入蛤壳的中心，无线TH两个端部之间的2厘米的距离，并采取天3，7，10，和14中的二氧化_氯的测量。

4.确定微生物种群和果实品质属性的

1. 从各搅拌5种水果（约60g）复制在100rpm在无菌取样袋99毫升无菌磷酸钾缓冲液的沿轨道振荡器上1个小时（0.01M，pH 7.2）中。
   1. 的缓冲液洗涤板连续稀释液（1-，10-，和100-倍），每次50微升，在ECA（用于大肠杆菌 ），使用螺旋接种仪和PDA（对于链格孢 ）。
   2. 孵育在35℃下24个小时的ECA板和PDA平板在25℃下3天。读取使用的光学板阅读器中微生物菌落计数。清理所有设备在使用后接触到受污染的水果。
2. 测量使用制造商的协议的果实硬度测试仪果实硬度。校准测试仪前每次使用。测量水果20为每个复制和表达的结果作为压力力，牛顿（N），由1毫米到压缩果需要（换算成N·米^{- 1）。}
3. 称取与水果整个蛤壳式的开始处和在储存过程中和计算相比于初始重量的重量损失。

5.统计分析

1. 复制所有实验一式三份。分析使用方差分析（ANOVA）分析数据。确定由Duncan多范围检验的均值分离;的意义是在p <0.05所定义。

结果

二氧化_氯的释放显示出在最初的几个小时的线性图案。浓度在第一4小时增加约2.38 PPM /小时。温育24个小时后的释放速度减慢，并且二氧化_氯浓度达到25.4 ppm的。然而，浓度趋向于孵育的24个小时（ 图1）后保持稳定。

顶部空间二氧化_氯浓度与葡萄西红柿蛤壳为3天和第10天之间约4ppm，它储存?...

讨论

二氧化氯是防止食品腐烂的理想杀菌剂。然而，在高浓度和非运输的，需要昂贵的发电机或低效的两部分粉末混合不稳定。本研究二氧化氯的稳定，随时可以使用形式的应用，以减少食品腐败和食源性疾病的发生率。相较于目前使用的其他二氧化氯应用技术，这里使用的商业二氧化_氯具有成本效益，具有保质期长，且不需要大型发电机或预混。然而，由于二氧化_氯的强氧化性，二...

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Curoxin® chlorine dioxide pouch	Worrell Water Technologies		Slurry, a.i. 9.5% in sealed semi-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