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In diesem Artikel

  • Zusammenfassung
  • Zusammenfassung
  • Einleitung
  • Protokoll
  • Ergebnisse
  • Diskussion
  • Offenlegungen
  • Danksagungen
  • Materialien
  • Referenzen
  • Nachdrucke und Genehmigungen

Zusammenfassung

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.

Zusammenfassung

Eine kontrollierte Freisetzung von Chlordioxid (ClO 2) Beutel durch Siegeln einer Aufschlämmung Form von ClO 2 in semipermeable Polymerfilm entwickelt wurde; die Freisetzungseigenschaften des Beutels wurden in Behältern mit oder ohne Frucht überwacht. Der Beutel wurde an der Innenseite einer perforierten Clamshell Tomaten enthaltenden grape befestigt, und die Wirkung auf die mikrobielle Population, Festigkeit und Gewichtsverlust wurde während einer 14-tägigen Lagerzeit bei 20 ° C bewertet. Innerhalb von 3 Tagen erreichte die ClO 2 -Konzentration in der Klappschalen 3,5 ppm und blieb konstant , bis Tag 10. Danach wird es auf 2 ppm bis zum Tag 14. Der ClO 2 verringert Beutel starke antimikrobielle Aktivität, wodurch Escherichia coli Populationen von 3,08 log CFU ausgestellt / g und Alternaria alternata Populationen von 2,85 log CFU / g nach 14 Tagen der Lagerung. Die ClO 2 Behandlung auch Erweichung und Gewichtsverlust reduziert und verlängert die Gesamt Haltbarkeit der Tomaten. unsere Ergebnisselassen vermuten , dass ClO 2 Behandlung zur Verlängerung der Haltbarkeit und Verbesserung der mikrobiellen Sicherheit von Tomaten während der Lagerung ohne Beeinträchtigung ihrer Qualität nützlich ist.

Einleitung

Eine Ernährung reich an frischem Obst und Gemüse kann dazu beitragen , das Risiko für viele Krankheiten, einschließlich koronarer Herzkrankheit und bestimmte Arten von Krebs 1 zu reduzieren. Allerdings gibt es eine Reihe von durch Lebensmittel übertragene mikrobielle Pathogene, wie Escherichia coli, Salmonella enterica und Listeria monocytogenes, mit dem Verzehr von frischem Obst und Gemüse verbunden sind, die Krankheit oder sogar zum Tod führen bei den Verbrauchern , die kontaminiert essen produzieren 2 verursachen kann. Zum Beispiel, E. coli O157: H7 Ausbrüche mit Trauben in Verbindung gebracht worden, Tomaten und Erdbeeren , 3, 4, und Hepatitis A Ausbrüche mit frischen Heidelbeeren 5 verbunden. Darüber hinaus kann eine mikrobielle Kontamination erheblichen 6 Produktverlust durch Nachernteverhalten Zerfall verursachen. Alternaria alternata ist eine wichtige pflanzenpathogene Pilz t Hut ist bekannt , Blattflecken und anderen Krankheiten in mehr als 380 Arten von Pflanzen Wirts 7 verursachen. Es wurde 9 die Ursache eines Alternaria schwarzen Fleck 8, eine Stamm canker Krankheit und eine Krautfäule an Tomaten erwiesen. Daher ist eine sichere und wirksame Nachernteverhalten Dekontaminationsbehandlung zu beiden Kontroll Krakheitserregern benötigt und nach der Ernte Zerfall in frischen Produkten zu verhindern.

Low- und nicht-Rückstand Technologien sind neue Trends für alternative sanitizers. Eine Vielzahl von Nachernteverhalten Fungizide verwendet worden, um Fäulnisorganismen zu verringern und die Lebensmittelvergiftung zu verhindern. Ozon ist ein starkes antimikrobielles Mittel, wurde 10 die Qualität und Frische Erdbeeren , Blaubeeren und bewahren gezeigt, 11. Ozon kann jedoch dazu führen, Oxidation von Fruchtoberflächengewebe und kann in Verfärbung und die Verschlechterung der Geschmacksqualität führens = "xref"> 12. Chlor wurde verwendet frische Produkte zu sanieren, wie Blaubeeren und Äpfel 13. Während wirksames kann Chlor mit stickstoffhaltigen Verbindungen oder Ammoniak, was zu karzinogenen Nebenprodukten 14, reagiert besonders wenn für die Hygienisierung von frischem Obst 15 verwendet.

Chlordioxid (ClO 2), eine alternative Sanitizer, wurde sowohl von China und den USA für die Behandlung der Ernte von Obst und Gemüse 16 genehmigt. ClO 2 ist ein wasserlösliches Oxidationsmittel mit einer Oxidationskapazität 2,5 - mal größer als die von freiem Chlor 17. ClO 2 ist hoch wirksam bei niedrigeren Konzentrationen und mit einer kurzen Kontaktzeit 18. ClO 2 hat eine geringe Toxizität und minimale Korrosivität bei den Konzentrationen zur Desinfektion eingesetzt, und es gilt als eine der wirksamsten bakterizide anerkanntund fungizide Mittel für die Verwendung in einer Vielzahl von Einstellungen 19, 20, 21.

Zahlreiche Forschungsergebnisse haben gezeigt , dass ClO 2 Krakheitserregern und Nachernteverhalten Zerfall 16 steuern kann. Zum Beispiel hat ClO & sub2 ; -Gas verwendet wurde L. monocytogenes zu inaktivieren, Salmonella und E. coli O157: H7 und 23 Heidelbeeren und Erdbeer Verderb 22, zu verhindern. ClO 2 -Gas reduzieren das Risiko einer mikrobiellen Kontamination während der Eigenschaften von frischem Obst beibehalten, und es war wirksam bei der Ernte herunter Zerfall von Erdbeeren 24 zu steuern. Es ist jedoch instabil bei hohen Konzentrationen und nicht transport, historisch erfordern teure Generatoren vor Ort oder ineffizient zweiteilige Pulvermischung.

Doch eine neue ClO2 - Produkt mit einer konfektionierten, Formulierung mit kontrollierten Freisetzung ( das heißt, es nicht einen Generator oder die Vormischen der Bestandteile erforderlich ist ) wurde auf der Kontrolle von Lebensmittelverderb Organismen und Pathogene in Vorversuchen 25 als sehr wirksam erwiesen. Es ist eine sichere, kostengünstige, nicht ätzend, leicht zu transportieren und mit kontrollierten Freisetzung Form von ClO 2, ohne negativen Auswirkungen auf der Umwelt. Frühere Experimente haben gezeigt , dass diese langsame Freisetzung ClO 2 -Pulver in Filtrationsmaterial umhüllten und in Zweischalenverpackung deutlich den Zerfall frischer Blaubeeren und Erdbeeren platziert reduziert, verringert Beerenwasserverlust und gewartet Fruchtfestigkeit während der Ernte Lagerung 25, 26. Vor kurzem wurde eine kontrollierte Freisetzung ClO 2 - Paket wurde durch Abdichten einer Aufschlämmungsform von ClO 2 in einer semipermeablen Polymerfilm entwickelt. Die Ziele dieser Arbeit warenzu: 1) ClO 2 -Gas - Trenneigenschaften sowohl in einem geschlossenen Behälter und in perforiertem clamshells, 2) untersuchen die Wirkung einer gesteuerten Freisetzung ClO 2 Beutel in einen Behälter über Lebensmittel übertragene Krankheitserreger und den Zerfall von Datteltomaten und 3) umschlossen überwachen bewertet die Auswirkungen der gesteuerten Freisetzung ClO 2 auf der Lagerqualität von Traubentomaten.

Protokoll

1. Messung der Gasförmige ClO 2 im Kopfraum einer geschlossenen Kammer

  1. Erhalten , um die Materialien: ClO 2 Beutel (0,5 g ClO 2 -Aufschlämmung (9,5% ai) in einem Polymerfilm für seine Freisetzungsrate ausgewählt (Gesamtoberfläche von 6 cm 2), die genauen Komponenten proprietär sind), eine Glaskammer (19,14 L), und ein Deckel mit schaltbarer Gaseinlaß und -auslaß.
  2. Bringen Sie die ClO 2 Beutel mit dem Deckeldoppelseitiges Klebeband.
  3. Schließen der Kammer durch den Deckel mit Vaseline abdichten.
  4. Schließen Sie den Einlass und Auslass eines ClO 2 Gasdetektor zur Kammer.
    Hinweis: Dies ist ein Gaszirkulationssystem und kein Gasverlust aufgetreten ist, wenn Messungen.
  5. Schalen Sie die Einlass- und Auslass - Gasströmung und misst die ClO 2 -Konzentration in der Kammer nach Inkubation für 0, 1, 2, 3, 4, 24, 26, 28 und 48 h.
  6. Überwacht die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit (RH) in der Kammer mit temperature und RH Datenlogger.

2. Fruchtzubereitung und Lagerung

  1. Erhalten Sie 15 kg frische Trauben Tomaten (Solanum lycopersicum var. Cerasiforme) von einem lokalen Händler. Stellen Sie sicher, dass die Früchte sind gesund und haben keine sichtbaren Mängel.
  2. Vorbereitung des Inokulums
    1. Verwenden Stämme von E. coli (Wildtyp) und A. alternata aus Zitrusfrüchten Flächen 27 für die Inokulation.
    2. Kultur E. coli auf E. coli - Agar (ECA) bei 35 ° C für 1 Tag 27 und dann wieder Kultur der Organismen auf eine neue Platte für 1 Tag. Bestätigt die Organismen durch Abtasten der ECA-Platten mit einem BAC-loop, Ausstreichen der Bakterien auf Levine Eosin-Methylen-Blau (EMB) Agar und Inkubieren für 24 Stunden bei 35 ° C; Kulturen , die reflektierende, metallische grün sind für E. coli positiv.
    3. Kultur A. alternata an Kartoffel - Dextrose - Agar (PDA) bei 25 °; C, bis Sporen erscheinen.
    4. Schaben die E. coli - Zellen von der Agarplatte in 50 ml sterilem destilliertem Wasser , bis die geschätzte Konzentration erreicht 9 log CFU / ml , einen Vergleich mit McFarland Trübungsäquivalenzstandards. Hinzufügen 1.950 ml steriles Wasser, das 0,1% Tween-20 auf 2 L Gesamt des endgültigen Inokulums.
    5. Überprüfen Sie die Zellkonzentration durch Verdünnung Plattierung auf Agarplatten EC. Schabt die A. alternata Sporen aus dem Kulturmedium und suspendieren sie in 2 l sterilem destilliertem Wasser , enthaltend 0,1% Tween-20.
      HINWEIS: Die endgültige E. coli Population betrug 7,5 log CFU / g, und die A. alternata Population betrug 5,5 log CFU / g.
  3. Platzieren 7 kg der Tomaten in eine 10 - l - Edelstahlpfanne , die vollständig von einem autoklavierbaren Beutel bedeckt ist. Legen Sie die Tasche und Pfanne in einer Schutzhaube. Anwenden der Inokulum - Lösung (2 l) auf die Früchte eine Hebelsprühgerät von oben aufgetragen unter Verwendung der unter leichtem RührenFrüchte mit einer behandschuhten Hand.
    1. Nach 5 min, legen die Tomaten in einer einzelnen Schicht, die auf sterilisierten Blätter und lassen sie für 2 h an der Luft trocknen. Setzen etwa 200 g Früchten jeweils in twent-four 1 lb (~ 1,14 L) perforiert clamshells.
  4. Sorgfältig falten Sie die verunreinigten Folien und in die Stahlpfanne legen. Entfernen Sie die Handschuhe und sie in die Pfanne legen. Wickeln Sie das autoklavierbar Beutel und autoklaviert alle verunreinigten liefert bei 121 ° C für 25 min.
  5. Befestigen ClO 2 Beutel mit den Deckeln von 12 clamshells. Verwenden Sie die anderen 12 clamshells als Kontrollen. Wiegen Sie jede ganze Clamshell. Lagern Sie die Frucht bei 20 ° C für 14 Tage.
  6. Nehmen Sie Proben an den Tagen 3, 7, 10 und 14. Beispiel drei clamshells, die 3 Wiederholungen pro Behandlung pro Tag.

3. Überwachung von ClO 2 -Konzentration in der Clamshells

  1. Setzen Sie die Einlass- und Auslass - Rohrleitung des ClO 2 -Gas - Detektors in die Mitte der Klappschalen, wiTHA 2 cm Abstand zwischen den beiden Enden, und die an den Tagen 2 ClO Messung nehmen 3, 7, 10 und 14.

4. Bestimmung der mikrobiellen Population und Fruchtqualität Attribute

  1. Agitieren 5 Früchte (ca. 60 g) aus jeder Replikation für 1 h in einem sterilisierten Probenbeutel bei 100 Umdrehungen pro Minute zusammen mit 99 ml sterilem Kaliumphosphatpuffer (0,01 M, pH 7,2) auf einem Orbitalschüttler.
    1. Plattenreihenverdünnungen (1-, 10- und 100-fach) des Pufferwäsche, 50 & mgr; l jeweils auf ECA (für E. coli) und PDA (für A. alternata) eine Spirale plater verwenden.
    2. Inkubieren der ECA Platten bei 35 ° C für 24 h und die PDA-Platten bei 25 ° C für 3 Tage. Lesen Sie die mikrobielle Koloniezahl eines optischen Plattenleser. Desinfizieren Sie alle Geräte, die die kontaminierten Früchte nach dem Gebrauch in Kontakt gebracht.
  2. Messen Sie Fruchtfestigkeit mit einem Fruchtfestigkeit Tester Protokoll des Herstellers verwendet wird. Kalibrieren Sie den Tester vorjede Verwendung. 20 misst Frucht für jede replizieren und exprimieren die Ergebnisse als die Druckkraft, Newton (N), erforderlich , um die Früchte von 1 mm zu komprimieren (umgerechnet auf N · m - 1).
  3. Wiegen Sie die ganze Clamshell mit der Frucht zu Beginn und während der Lagerung und die Berechnung des Gewichtsverlustes im Vergleich zum Ausgangsgewicht.

5. Statistische Analyse

  1. Replizieren alle Versuche in dreifacher Ausfertigung. Analysieren der Daten unter Verwendung der Varianzanalyse (ANOVA). Bestimmen Sie die mittlere Trennung von Mehrfachbereichstest Duncan; die Bedeutung ist , bei p <0,05 festgelegt.

Ergebnisse

Die Freisetzung von ClO 2 zeigte ein lineares Muster in den ersten paar Stunden. Die Konzentration erhöht etwa 2,38 ppm / h über die ersten 4 h. Die Freisetzungsgeschwindigkeit verlangsamt nach 24 h Inkubation und die ClO 2 -Konzentration erreicht 25,4 ppm. Jedoch neigten die Konzentration nach 24 h Inkubation (Abbildung 1) stabil.

Der Kopfraum ClO 2 -Konzentration in der Cla...

Diskussion

Chlordioxid ist eine ideale Nahrungs Biozids Zerfall zu verhindern. Es ist jedoch instabil bei hohen Konzentrationen und nichttransportabel, erfordern kostspielige Generatoren oder ineffiziente zweiteilige Pulvermischung. Diese Studie untersuchte die Anwendung einer stabilen, ready-to-use Form von Chlordioxid Verderb von Lebensmitteln und das Auftreten von Lebensmittelvergiftungen zu reduzieren. Im Gegensatz zu anderen Chlordioxid Anwendungstechnologien zur Zeit im Einsatz, 2 die kommerzielle ClO verwendete h...

Offenlegungen

The authors declare that they have no competing financial interests.

Danksagungen

Wir möchten, dass die finanzielle Unterstützung durch Worrell Water Technologies, LLC zur Verfügung gestellt danken. Die Erwähnung einer Marke oder proprietären Produkt ist zur Identifizierung nur und stellen keine Zusicherung oder Garantie des Produkts durch das US Department of Agriculture implizieren.

Materialien

NameCompanyCatalog NumberComments
Curoxin® chlorine dioxide pouchWorrell Water TechnologiesSlurry, a.i. 9.5% in sealed semi-permeable polymer film
Grape tomatoSanta Sweets, IncSanta Sweets Authentic 
ClO2 gas detectorAnalytical Technology, Inc., Collegeville, PAPortaSens II 
Perforated clamshellPackaging Plus LLC, Yakima, WAOSU #1, 1 lb
Escherichia coli Wild Type (WT) from fruit surface
Alternaria alternatafrom fruit surface
E. coli agar EC Broth, Oxoid, UKEC Broth with 1.5% agar
Potato dextrose agar BD Difco, Sparks, MD
Levine eosin methylene blue agarBD 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, NJInnova 2100
IUL Instruments Neutec Eddy jet spiral plater inoculation plating systemNeutec Group Inc., Farmingdale, NY
EZ micro optical plate reader Synoptics, Ltd., Cambridge, UKProtoCOL
Fruit firmness tester Bioworks Inc, Wamego, KSFirmTech 2 
Tinytag temperature and RH data loggerGemini Data Loggers, West Sussex, UK
McFarland equivalence turbidity standardFisherbrand, Fisher Scientific, Pittsburgh, PA

Referenzen

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