Zur kontrollierten Freisetzung von Chlordioxid in einem perforierten Verpackungssystem zu verlängern die Haltbarkeit und Verbesserung der Sicherheit von Tomaten, Trauben

Das übergeordnete Ziel dieses Experiments ist es, ein neuartiges Chlordioxidprodukt mit kontrollierter Freisetzung zu verwenden, um das Risiko von lebensmittelbedingten Krankheiten und Lebensmittelverderb zu verringern und die Haltbarkeit von frischem Obst zu verlängern. Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen im landwirtschaftlichen Nacherntebereich zur Konservierung von frischem Obst und Gemüse zu beantworten. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass die Freisetzungsdosierung und die Dauer der Chlordioxidbehandlung während der gesamten Lagerung und Handhabung der verpackten Produkte kontrolliert werden können.

Obwohl diese Methode einen Einblick in die kontrollierte Freisetzung von antimikrobiellen Mitteln für die Konservierung von Produkten geben kann, kann sie auch auf andere Systeme wie die Wasserdesinfektion und die Desodorierung angewendet werden. Befestigen Sie den Chlordioxidbeutel vor Beginn des Eingriffs mit doppelseitigem Klebeband am Deckel der Glaskammer und verschließen Sie die Kammer mit Vaseline. Schließen Sie den Einlass und Auslass eines Chlordioxid-Gasdetektors an die Kammer an und schalten Sie den Ein- und Auslassgasstrom ein.

Messen Sie dann die Chlordioxidkonzentration in der Kammer zu den angegebenen Zeitpunkten und überwachen Sie die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit mit Datenloggern für Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit. Als nächstes beleben Sie die E.coli, indem Sie die gefrorene Bakterienbrühe auftauen und die Suspension für eine 24-stündige Inkubation bei 35 Grad Celsius auf E.coli-Agar aufsetzen. Am nächsten Tag rekulturieren Sie die Organismen auf einer neuen Platte für eine 24-stündige Inkubation bei 35 Grad Celsius.

Streichen Sie dann eine Kolonie für weitere 24 Stunden bei 35 Grad Celsius auf eine Levine-Eosin-Methylen-Blau-Agar-Platte. Kulturen, die sich reflektierend metallisch grün färben, sind positiv für E.coli. Kratzen Sie die identifizierten E.coli-Zellen von ihrer Agarplatte in 50 Milliliter steriles destilliertes Wasser, bis die geschätzte Konzentration neun log KBE pro Milliliter im Vergleich zu den McFarland-Äquivalenztrübungsstandards erreicht, und gießen Sie dann die 50 Milliliter Bakterien in 1950 Milliliter steriles Wasser mit 0,1 % Tween 20 zu den Bakterien, um ein endgültiges Inokulumvolumen von zwei Litern zu erhalten.

Für A.alternata kultivieren Sie die Pilze auf Kartoffel-Dextrose-Agar bei 25 Grad Celsius, bis Sporen erscheinen, und bereiten Sie ein Inokulum mit einem Volumen von zwei Litern vor, wie gerade gezeigt. Wenn das Inokulum fertig ist, geben Sie sieben Kilogramm Tomaten in eine 10-Liter-Pfanne aus Edelstahl, die vollständig in einem autoklavierbaren Beutel eingeschlossen ist. Schieben Sie den Beutel und die Pfanne in eine Sicherheitshaube und verwenden Sie einen Sprüher, um die experimentelle Inokulumlösung von Interesse aufzutragen, während Sie die Früchte vorsichtig mit einer behandschuhten Hand umrühren.

Legen Sie die Tomaten nach fünf Minuten zwei Stunden lang in einer einzigen Schicht auf sterilisierte Folien. Wenn die Früchte trocken sind, 200 Gramm Tomaten in 24 einzelne ein Pfund perforierte Muschelschalen füllen. Falten Sie die kontaminierten Folien vorsichtig und legen Sie sie und die Handschuhe zur Sterilisation im Autoklaven in die Pfanne.

Befestigen Sie nun Chlordioxidbeutel an den Deckeln der Hälfte der Muschelschalen und wiegen Sie jede ganze Muschelschale. Lagern Sie alle Muschelschalen 14 Tage lang bei 20 Grad Celsius. Führen Sie dann zu den entsprechenden experimentellen Zeitpunkten den Einlass- und Auslassschlauch des Chlordioxid-Gasdetektors mit einem Abstand von zwei Zentimetern zwischen den beiden Enden in die Mitte der Muschelschalen ein und führen Sie die Chlordioxidmessung durch.

Um den Gewichtsverlust im Vergleich zum Ausgangsgewicht zu berechnen, wiegen Sie die ganze Muschelschale mit den Früchten. Zur Messung der mikrobiellen Population, die zu jedem Zeitpunkt auf der Fruchtoberfläche vorhanden ist, rühren Sie fünf Früchte von jedem Replikat mit 99 Millilitern steriler phosphatgepufferter Kochsalzlösung in einem sterilisierten Probenahmebeutel bei 100 Umdrehungen pro Minute für eine Stunde auf einem Orbitalschüttler. Am Ende des Rührens wird mit einem Spirallader 50 Mikroliter serielle Verdünnungen des Puffers auf die entsprechende Inkubationszeit aufgebracht, und mit einem optischen Plattenleser die Anzahl der mikrobiellen Kolonien gemessen.

Um die Festigkeit der Früchte zu messen, verwenden Sie ein Fruchtfestigkeitsmessgerät gemäß den Anweisungen des Herstellers, um 20 Früchte von jedem Replikat zu analysieren, und denken Sie daran, das Gerät nach Gebrauch zu desinfizieren, und drücken Sie die Ergebnisse als die Druckkraft aus, die erforderlich ist, um die Früchte um einen Millimeter zu komprimieren. Analysieren Sie dann die Daten mithilfe der Varianzanalyse und bestimmen Sie den Mittelwert des Abstands durch den Duncan-Mehrbereichstest. Die Freisetzung von Chlordioxid zeigt zunächst ein lineares Muster mit einem Konzentrationsanstieg von etwa 2,38 Teilen pro Million pro Stunde in den ersten vier Stunden.

Die Freisetzungsgeschwindigkeit verlangsamt sich in den nächsten 20 Stunden auf eine Chlordioxidkonzentration von 25,4 ppm, woraufhin sich die Gaskonzentration zu stabilisieren scheint. Die Chlordioxidkonzentration im Kopfraum in einer Muschelschale von Traubentomaten beträgt zwischen dem dritten und zehnten Tag typischerweise etwa vier ppm, dann sinkt die Gaskonzentration, bis sie am 14. Tag etwa zwei ppm erreicht. Die anfänglichen Bakterienpopulationskonzentrationen auf den Früchten nach der Inokulation betragen 4,3 logarithmisch koloniebildende Einheiten pro Gramm für E.coli und 3,4 log koloniebildende Einheiten pro Gramm für A.alternata, Werte, die nach 14-tägiger Lagerung in mit Chlordioxid behandelten Muschelschalen um 3,08 bzw. 2,85 log koloniebildende Einheiten pro Gramm reduziert werden.

Darüber hinaus erhält die Behandlung mit Chlordioxid nicht nur die Festigkeit und das Gewicht der Früchte im Vergleich zu unbehandelten Tomaten, sondern diese Effekte scheinen sich auch im Laufe der Zeit zu verstärken. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie dieses neue Chlordioxidprodukt zur Konservierung und Verlängerung der Haltbarkeit von frischen Produkten verwenden können.