천공 포장 시스템에서 이산화 염소의 제어 릴리스는 저장 수명을 연장하고 포도 토마토의 안전을 개선하기 위해

요약

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.

초록

파우치 반투과성 폴리머 필름으로 C10의 ₂ 슬러리 형태로 밀봉하여 개발 된 제어 방출 이산화 염소 (C10의 _2); 주머니의 방출 특성 또는 과실이없는 용기에 관찰 하였다. 파우치는 포도, 토마토를 포함하는 천공 된 클램 쉘의 내부 및 미생물 군, 경도에 미치는 영향에 부착하고, 중량 손실은 20 ° C에서 14 일의 저장 기간을 평가 하였다. 3 일 이내에는 클램 쉘의 C10의 ₂ 농도 / 3.5 PPM에 도달 한 후, 날 (10), 그것은 3.08 로그 CFU 의해 대장균 개체수를 감소 ₂ 파우치 강한 항균 활성을 나타내 일 14 C10의 약 2 ppm으로 감소 될 때까지 일정하게 유지 저장 14 일 후 2.85 로그 CFU / g에 의해 g 및 알터 alternata 집단. C10의 ₂ 처리는 연화 중량 손실 감소 및 토마토의 전체 수명을 연장. 우리의 결과C10의 ₂ 치료가 수명을 연장하고 품질을 손상시키지 않고 저장하는 동안 토마토의 미생물 안전성을 향상하는 데 유용하는 것이 좋습니다.

서문

신선한 과일과 야채가 풍부한 식단은 관상 동맥 심장 질환과 암 ^(1)의 특정 유형을 포함하여 많은 질병의 위험을 줄이기 위해 도움이 될 수 있습니다. 그러나 ^{농산물이 오염} 먹는 소비자들 사이에서 질병이나 사망을 일으킬 수있는 신선한 과일과 야채의 섭취로 인한 대장균, 살모넬라 엔테 리스테리아 균 등 식중독 미생물 병원균의 숫자가 있습니다. 예를 들어, 대장균 O157 : H7의 발생은 포도, 토마토, 딸기 ^{3, 4와} 관련이 있고, A 형 간염의 발생은 신선한 블루 베리 ^(5)와 관련되어있다. 또한, 미생물 오염은 수확 후 부패 ^6을 통해 실질적인 제품의 손실이 발생할 수 있습니다. 알터 alternata 중요한 식물 병원성 곰팡이 t이다 모자는 식물 ⁽⁷⁾ (380)를 통해 호스트 종에서 잎 반점 및 기타 질병을 일으키는 것으로 알려져있다. 는 알터 검은 점 ^8, 줄기 구강 질환과 토마토 ^(9)의 잎 마름병의 원인이 될 것으로 나타났다. 따라서, 안전하고 효과적인 수확 후 오염 제거 처리는 모두 제어 인성 병원균에 필요하고 신선한 농산물의 수확 후 부패를 방지 할 수 있습니다.

저와 비 잔류 기술은 다른 살균제에 대한 새로운 트렌드입니다. 수확 살균제의 다양한 부패 미생물을 줄이고 식중독을 방지하기 위해 사용되어왔다. 오존, 강한 항균제는, 딸기, 블루 베리 ^{(10), (11)의} 품질과 신선도를 유지하는 것으로 나타났다. 그러나, 오존은 과일 표면 조직의 산화를 유발할 수 있고 변색 맛 품질이 저하 될 수있다S = "외부 참조"> 12. 염소는 같은 블루 베리, 사과 ^(13)로, 신선한 농산물을 소독하는 데 사용되었습니다. 효과적인 반면, 염소 신선한 과일 ^(15)의 살균을 위해 사용될 때, 특히 발암 부산물 ^(14)의 결과로, 질소 함유 화합물이나 암모니아와 반응 할 수있다.

이산화 염소 (C10의 _2), 소독제 대안은 과일과 야채 ^(16)의 수확 후 치료를 위해 중국과 미국 모두에 의해 승인되었다. C10의 _{2 자유} 염소 ^(17)의 그것보다 2.5 배 더 큰 산화 용량 수용성 산화제이다. C10의 ₂ 저농도 및 단시간 접촉 ^(18)이 매우 효과적이다. C10의 ₂ 소독에 사용되는 농도에서 독성이 최소한 부식성을 가지며, 그것은 가장 효과적인 살균제로 인식되고설정 및 ^{19, 20, 21의} 다양한 용도 진균 제제.

많은 연구 결과 C10의 _2가 인성 병원균 및 수확 후 붕괴 ^(16)를 제어 할 수 있음을 보여 주었다. H7 딸기, 블루 베리 및 부패 ^{(22) (23)을} 방지하기 위해 예를 들어, C10의 _가스는 리스테리아 모노 사이토 겐, 살모넬라, 대장균 O157을 비활성화하기 위해 사용되었다. 신선한 과일의 특성을 유지하면서 C10의 ₂ 가스가 미생물 오염의 위험을 감소하고, 딸기 ^(24)의 수확 후 부패를 제어에 효과적이었다. 그러나 역사적 사이트 또는 비효율적 인 두 부분 분말 혼합에 필요한 비싼 발전기 고농도 비 수송 불안정하다.

그러나, 새로운 C10의기성품, 제어 방출 형 제제 (예, 그것은 발전기 또는 성분의 예비 혼합을 필요로하지 않습니다) 2 제품은 예비 실험 ^25에서 식품 부패 미생물과 병원균을 제어에 매우 효과적인 것으로 나타났다. 그것은 환경에 어떤 부작용, C10의 _2의 안전하고 비용 효율적, 비 부식성, 쉽게 수송 및 제어 방출 형태이다. 이전 실험 여과 재료에 싸여 대합 조개 껍질 포장에 배치이 서방 C10의 ₂ 분말은 크게, 신선한 블루 베리와 딸기의 부패를 감소 베리의 수분 손실을 감소하고, 수확 후 저장 ^{25 일 26시} 과일 탄력을 유지하고 있음을 증명하고있다. 최근, 제어 방출 C10의 ₂ 패킷은 반투과성 폴리머 필름 C10의 ₂ 슬러리 형태로 밀봉하여 개발되었다. 이 연구의 목적이었다: 1)로 모두 밀폐 용기 C10의 _가스 방출 특성을 모니터링하고 천공 클램 쉘에, 2) C10의 ₂ 파우치 인성 병원균에 용기 포도 토마토의 붕괴로 묶여 제어 방출의 효과를 조사하고, 3) 포도 토마토의 저장 품질에 서방 C10의 _2의 효과를 평가한다.

프로토콜

닫힌 상공 회의소의 헤드 스페이스에서 기체 C10의 ₂ 1. 측정

1. 물질을 구 C10의 ₂ 파우치 (그 방출 속도에 대해 선택된 중합체 필름의 C10의 ₂ 슬러리 (9.5 % AI) 0.5 g (6cm ^미터)의 총 표면적, 정확한 성분 독점) 유리 챔버 (19.14을 L) 및 스위칭 가능한 가스 유입구와 유출구를 갖는 뚜껑.
2. 양면 테이프를 사용하여 뚜껑에 C10의 ₂ 파우치를 부착합니다.
3. 석유 젤리 뚜껑을 밀봉하여 챔버를 닫습니다.
4. 상기 챔버에 대한 C10의 _가스 검출기의 입구와 출구를 연결한다.
   참고 :이 가스 순환 시스템, 그리고 측정을하는 경우에는 가스의 손실이 발생하지 않았다.
5. 배양 한 후, 입구 및 출구의 가스 흐름을 전환하여 챔버 내의 C10의 ₂ 농도 측정은 0, 1, 2, 3, 4, 24, 26, 28, 및 48 시간.
6. 성질과 챔버의 온도와 상대 습도 (RH)를 모니터ature 및 RH 데이터 로거.

2. 과일 제조 및 보관

1. 현지 판매점에서 신선한 포도 토마토 (까 lycopersicum VAR. cerasiforme)의 15kg를 얻습니다. 과일이 건강하고 시각적 결함이 없는지 확인합니다.
2. 균액의 제조
   1. 접종 감귤 류의 과일 표면 ^(27)에서 대장균 (야생형)와 A.의 alternata의 균주를 사용합니다.
   2. 배양 후 대장균 일일 ²⁷ ~ 35 ° C에서 대장균 한천 (ECA)에 대장균과 1 일 동안 새로운 플레이트에 다시 배양 미생물. 하는 BAC 루프와 ECA 플레이트 샘플링 메틸렌 블루 (EMB) 한천 에오신 레빈에 박테리아 줄무늬, 35 ° C에서 24 시간 동안 배양하여 미생물을 확인; 반사, 금속 녹색을 켜 문화 대장균에 긍정적이다.
   3. 감자 덱 스트로스 한천에 문화 A.의 alternata (PDA) 25 °에서; C는 포자가 나타날 때까지.
   4. 상기 추정 된 농도 맥팔랜드 등가 탁도 표준과 비교하여 9 로그 CFU / ㎖에 도달 할 때까지 멸균 증류수 50 ㎖로 한천 접시에서 대장균 세포를 긁어. 0.1 %를 함유하는 멸균 물 1,950 mL를 넣고 트윈 -20 최종 접종 물 2 L의 합계를 만들기 위해.
   5. EC 아가 플레이트에 플레이 팅 희석하여 세포 농도를 확인한다. 배양액에서의 A. alternata 포자 긁어 0.1 % 트윈 20을 함유하는 멸균 증류수 2 L로 중단.
      참고 : 최종 대장균 인구는 7.5 로그 CFU / g이었고, A.의 alternata 인구는 5.5 로그 CFU / g이었다.
3. 완전히 멸균 봉지에 포함 된 10 L의 스테인레스 스틸 팬에 토마토 7kg을 놓는다. 안전 후드에서 가방과 팬을 놓습니다. 부드럽게 교반하면서 상부에서인가되는 트리거 분사기를 사용하는 열매 접종 용액 (2 L)를 적용장갑을 낀 손으로 과일.
   1. 5 분 후, 멸균 시트상의 단일 층에서 토마토를 배치하고 2 시간 동안 공기 건조 할 수있다. twent 1 개의 LB (~ 1.14 L)에 천공 된 클램 쉘 과일 각각 약 200g을 넣어.
4. 조심스럽게 오염 된 호일을 접어 강철 팬에 배치합니다. 장갑을 제거하고 팬에 넣어. 멸균 봉지 감싸 25 분 동안 121 ° C에서 오염 된 물품을 오토 클레이브.
5. (12) 조개 껍질의 뚜껑에 C10의 _{2 개} 파우치를 부착합니다. 컨트롤과 같은 다른 (12) 조개 껍질을 사용합니다. 각 전체 대합 조개 껍질의 무게. 14 일 동안 20 ° C에서 과일을 보관합니다.
6. 하루에 처리 당 3 개 복제를 나타내는, 일 3, 7, 10에서 샘플을 채취하고, 14 샘플 세 개의 조가비.

조가에서 C10의 ₂ 농도의 3. 모니터링

1. 클램 쉘의 중앙에 C10의 _가스 검출기의 입구 및 출구 관을 삽입 WI양단 사이 2cm 거리 번째 및 3 일, 7, 10, 14의 C10의 ₂ 측정을 수행.

미생물 인구와 과일 품질 특성 4. 결정

1. 각 5 개 과일 (약 60 g)을 교반 오비탈 진탕 멸균 인산 칼륨 완충액 99 mL를 따라 샘플링 멸균 봉지에 1 시간 (0.01 M, pH를 7.2), 100 rpm으로 복제.
   1. 버퍼 세정 접시 연속 희석 (1, 10, 100 배), 50 μL 각각 ECA에 나선 도금 공을 사용하고 (A. alternata의 경우) PDA (E. 콜라이의 경우).
   2. 3 일간 25 ℃에서 24 시간 동안 35 ° C에서 ECA 판과 PDA 플레이트를 인큐베이션. 광 플레이트 판독기를 사용하여 미생물의 콜로니 수를 읽는다. 사용 후 오염 된 과일과 접촉하는 모든 장비를 소독합니다.
2. 제조업체의 프로토콜을 사용하여 과일의 경도 시험기 과일의 경도를 측정한다. 전에 테스터를 보정각각의 사용. 각 복제 20 과일을 측정 1mm로 열매를 압축하는 데 필요한 가압력 뉴턴 (N)과 같은 결과를 표현 (N · m으로 변환 ^{- 1).}
3. 의 시작과 저장 동안 과일 전체 대합 조개 껍질의 무게를 측정하고 초기 체중에 비해 체중 감량을 계산합니다.

5. 통계 분석

1. 세중의 모든 실험을 복제합니다. 변동 (ANOVA) 분석을 사용하여 데이터를 분석한다. 던컨의 다중 범위 시험에 의한 평균 분리를 결정; 중요성은 P <0.05로 정의된다.

결과

C10의 ₂ 릴리스 처음 몇 시간에 걸쳐 선형 패턴을 나타내었다. 농도는 상기 제 4 시간에 걸쳐 약 2.38 PPM / h로 증가 하였다. 방출 속도는 24 시간 배양 한 후 감속 및 C10의 ₂ 농도는 25.4 ppm의 이르렀다. 그러나, 농도는 24 시간 배양 (도 1) 후 안정한 경향이 있었다.

포도 토마토 클램 쉘의 상부 공간 C10의 ?...

토론

이산화 염소는 음식의 부패를 방지 할 수있는 이상적인 살 생물이다. 그러나, 비싼 발전기 또는 비효율적 인 두 부분으로 혼합 분말을 필요 고농도 비 수송에서 불안정하다. 이 연구는 식품의 부패 및 식품 매개 질환의 발생을 줄이기 위해 이산화 염소의 안정, 즉시 사용 가능한 형태의 응용 프로그램을 조사했다. 현재 사용중인 다른 이산화 염소의 응용 기술과는 대조적으로, 여기에 사용되는 상?...

자료

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