7 april 2017
Hier beschrijven we een protocol voor de toepassing van een nieuw, langzaam afgevend ClO2 product dat bederf vermindert en de houdbaarheid van vers fruit verlengt. Het langzaam afgevende ClO2 product werd toegevoegd aan standaard commerciële verpakkingen van kerstomaatjes en getest tegen Escherichia coli en Alternaria alternata.
Het algemene doel van dit experiment is om een nieuw gecontroleerd afgifteproduct van chloordioxide te gebruiken om het risico op door voedsel overgedragen ziekten en voedselbeschadiging te verminderen, en de houdbaarheid van vers fruit te verlengen. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen op het gebied van landbouw na de oogst over de conservering van vers fruit en groenten. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat de afgifte dosis en de duur van de chloordioxidebehandeling gedurende de gehele opslag en handling van het verpakte product kunnen worden gecontroleerd.
Hoewel deze methode inzicht kan geven in de gecontroleerde afgifte van antimicrobiële middelen voor de conservering van producten, kan deze ook worden toegepast op andere systemen zoals waterontsmetting en deodorisatie. Voordat u met de procedure begint, bevestigt u de chloordioxidezak aan de deksel van de glazen kamer met dubbelzijdig plakband en verzegelt u de kamer met vaseline. Verbind de inlaat en uitlaat van een chloordioxidegasdetector met de kamer en schakel de inlaat en uitlaat gasstroom in.
Meet vervolgens de chloordioxideconcentratie in de kamer op de aangegeven tijdstippen en bewaak de temperatuur en relatieve luchtvochtigheid met temperatuur- en relatieve luchtvochtigheidsloggers. Vervolgens geeft u de E.coli nieuw leven door de bevroren bacteriestok op te smelten en plateert u de suspensie op E.coli agar voor een 24-uurs incubatie bij 35 graden Celsius. De volgende dag hercultiveert u de organismen op een nieuwe plaat voor een 24-uurs incubatie bij 35 graden Celsius.
Streek vervolgens een kolonie op een Levine Eosin-Methyleenblauw Agar-plaat voor nog eens 24 uur bij 35 graden Celsius. Culturen die een reflecterend metaalachtig groen verkleuren, zijn positief voor E.coli. Schraap de geïdentificeerde E.coli-cellen van hun agarplaat in 50 milliliter steriel gedestilleerd water totdat de geschatte concentratie negen log CFU per milliliter bereikt in vergelijking met McFarland-equivalente turbiditeitsstandaarden, en giet vervolgens de 50 milliliter bacteriën in 1950 milliliter steriel water dat 0,1% Tween 20 bevat om de bacteriën te verkrijgen met een eindelijk inoculatievolume van twee liter.
Voor A.alternata, kweekt u de schimmels op aardappel dextrose agar bij 25 graden Celsius totdat sporen verschijnen, en bereidt u een tweelitervolume monsterinoculum voor zoals zojuist gedemonstreerd. Wanneer het inoculum klaar is, plaatst u zeven kilogram tomaten in een 10 liter roestvrijstalen pan die volledig is ingesloten in een autoclaveerbare zak. Verplaats de zak en pan naar een veiligheidskap en gebruik een triggerspray om de experimentele inoculumoplossing van belang toe te passen, terwijl u de vruchten voorzichtig roert met een behandschoende hand.
Na vijf minuten plaatst u de tomaten in een enkele laag op gesteriliseerde folies gedurende twee uur. Wanneer de vruchten droog zijn, brengt u 200 gram tomaten over in 24 individuele een pond doorboord schelpdieren. Vouw de besmette folies voorzichtig en plaats ze en de handschoenen in de pan voor autoclavesterilisatie.
Bevestig nu chloordioxidezakjes aan de deksels van de helft van de schelpdieren en weeg elk gehele schelpdier. Bewaar alle schelpdieren gedurende 14 dagen bij 20 graden Celsius. Breng vervolgens op de geschikte experimentele tijdstippen de inlaat en uitlaatbuis van de chloordioxidegasdetector in het midden van de schelpdieren met een afstand van twee centimeter tussen de twee uiteinden in, en verkrijg de chloordioxidemeting.
Om het gewichtsverlies in vergelijking met het oorspronkelijke gewicht te berekenen, weegt u de hele schelpdier met het fruit. Voor het meten van de microbiële populatie die aanwezig is op het fruitoppervlak op elk tijdstip, agiteert u vijf vruchten uit elke replica met 99 milliliter steriele fosfaatgebufferde zoutoplossing in een gesteriliseerde bemonsteringszak bij 100 omwentelingen per minuut gedurende één uur op een orbitale schudler. Aan het einde van de agitatie, gebruikt u een spiraalplaat om 50 microliter seriële verdunningen van de bufferwas op de juiste agarplaat te zaaien voor de juiste incubatieperiode, en gebruikt u een optische plaatlezer om het microbiële kolonietelling te meten.
Om de stevigheid van het fruit te meten, gebruikt u een fruitstevigheidstester volgens de instructies van de fabrikant om 20 vruchten uit elke replica te analyseren, waarbij u niet vergeet het materiaal na gebruik te ontsmetten, en drukt u de resultaten uit als de druk die nodig is om het fruit met één millimeter samen te persen. Analyseer vervolgens de gegevens met behulp van variantieanalyse en bepaal de gemiddelde scheiding door Duncan's multiple range test. Chloordioxideafgifte vertoont aanvankelijk een lineair patroon met een toename van de concentratie van ongeveer 2,38 delen per miljoen per uur gedurende de eerste vier uur.
De afgiftesnelheid vertraagt gedurende de volgende 20 uur tot een chloordioxideconcentratie van 25,4 delen per miljoen, waarna de gasconcentratie lijkt te stabiliseren. De chloordioxideconcentratie in de kopruimte van een schelpdier met druiventomaten meet typisch ongeveer vier delen per miljoen tussen dag drie en tien, waarna de gasconcentratie afneemt tot ongeveer twee delen per miljoen op dag 14. De aanvankelijke bacteriepopulatieconcentraties op het fruit na inoculatie zijn 4,3 log kolonievormende eenheden per gram voor E.coli en 3,4 log kolonievormende eenheden per gram voor A.alternata, niveaus die na 14 dagen opslag in chloordioxidebehandelde schelpdieren zijn verminderd met respectievelijk 3,08 en 2,85 log kolonievormende eenheden per gram.
Bovendien onderhoudt chloordioxidebehandeling niet alleen de stevigheid en het gewicht van het fruit in vergelijking met onbehandelde controletomaten, maar deze effecten lijken ook te worden versterkt na verloop van tijd. Na het bekijken van deze video, zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u dit nieuwe chloordioxideproduct kunt gebruiken voor het conserveren en verlengen van de houdbaarheid van vers product.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Dit artikel presenteert een protocol voor het gebruik van een nieuw product met vertraagde afgifte van chloordioxide, gericht op het verminderen van bederf en het verlengen van de houdbaarheid van vers fruit. De methode richt zich op de toepassing in commerciële verpakkingen voor trostomaten en de effectiviteit tegen pathogenen zoals Escherichia coli en Alternaria alternata.
Deze methode pakt de uitdagingen rondom microbiële controle na de oogst in toeleveringsketens van verse producten aan door een aanhoudende afgifte van antimicrobiële stoffen mogelijk te maken. Het biedt voorspellende zekerheid over de verlenging van de houdbaarheid en veiligheidsinterventies zonder de productkwaliteit aan te tasten. De aanpak biedt een schaalbare, niet-thermische interventie om biologische risico's bij bederfelijke waren te verminderen.
De methode past binnen vroege discovery-workflows waarbij de antimicrobiële effectiviteit en stabiliteit worden geëvalueerd voorafgaand aan de ontwikkeling van de formulering.