Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Environment
Click here for the English version

Environment

تسيطر عليها الافراج عن ثاني أكسيد الكلور في نظام تغليف مثقوبة لتمديد حياة التخزين وتحسين سلامة العنب الطماطم

Published: April 7, 2017 doi: 10.3791/55400
Automatic Translation
1,2, 1, 1, 1, 1, 2, 3, 3, 1
1USDA, ARS, USHRL, 2Indian River Research and Education Center, University of Florida, 3Worrell Water Technologies, LLC

Abstract

A تسيطر عليها الافراج عن ثاني أكسيد الكلور (CLO 2) وقد وضعت الحقيبة الختم شكل الطين من CLO 2 في فيلم البوليمر نصف نافذ. تم رصد خصائص الإفراج عن الحقيبة في حاويات مع أو بلا ثمر. تم اضافته الحقيبة إلى داخل المحارة مثقبة التي تحتوي على الطماطم العنب، والتأثير على السكان الميكروبية والحزم، وجرى تقييم فقدان الوزن خلال فترة التخزين 14 يوم عند 20 درجة مئوية. في غضون 3 أيام، وصلت تركيز CLO 2 في أصداف المحار 3.5 جزء في المليون وثابتا حتى يوم 10. وبعد ذلك، انخفض إلى 2 جزء في المليون بعد يوم 14. CLO 2 الحقيبة أظهرت النشاط المضادة للجراثيم قوية، والحد من الإشريكية القولونية السكان من 3.08 سجل كفو / ز والنوباء السكان المتناوبة 2.85 سجل كفو / ز بعد 14 يوما من التخزين. كما خفضت علاج CLO 2 فقدان تليين والوزن وتمديد مدة الصلاحية الشاملة للالطماطم. نتائجناأقترح أن CLO 2 العلاج مفيد لتمديد مدة الصلاحية وتحسين السلامة الميكروبية الطماطم أثناء التخزين دون المساس بجودتها.

Introduction

واتباع نظام غذائي غني بالفواكه والخضروات الطازجة قد يساعد على الحد من خطر العديد من الأمراض، بما في ذلك مرض القلب التاجي وأنواع معينة من السرطان 1. ومع ذلك، هناك عدد من مسببات الأمراض الجرثومية المنقولة بالغذاء، مثل الإشريكية القولونية، السالمونيلا، والليستيريا monocytogenes، ويرتبط مع استهلاك الفواكه والخضروات الطازجة التي يمكن أن تسبب المرض أو حتى الموت بين المستهلكين الذين يتناولون ملوثة تنتج 2. على سبيل المثال، كولاي O157: ارتبطت تفشي H7 مع العنب والطماطم، والفراولة 3 و 4، وارتبطت تفشي التهاب الكبد A مع التوت الطازج 5. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن التلوث الميكروبي يسبب فقدان المنتج كبيرة من خلال ما بعد الحصاد تسوس 6. النوباء المتناوبة هو نبات المهم الفطر الممرض ر ومن المعروف قبعة أن يسبب بقع الأوراق وغيرها من الأمراض في أكثر من 380 نوعا مجموعة من النباتات 7. فقد تبين أن سبب وجود بقعة سوداء النوباء 8، وهو مرض آفة الجذعية ومرض اللفحة ورقة من الطماطم (البندورة) 9. لذلك، هناك حاجة إلى العلاج ما بعد الحصاد إزالة التلوث آمنة وفعالة لكلا مسببات الأمراض المنقولة بالأغذية السيطرة ومنع تسوس ما بعد الحصاد في الفواكه والخضروات الطازجة.

تقنيات منخفضة وغير بقايا هي الاتجاهات الجديدة للمطهرات بديلة. وقد استخدمت مجموعة متنوعة من مبيدات الفطريات بعد الحصاد للحد من الكائنات التلف والوقاية من الأمراض المنقولة بالغذاء. الأوزون، وهو عامل مضاد للميكروبات قوية، وقد تبين للحفاظ على جودة ونضارة من الفراولة والعنب البري 10 و 11. ومع ذلك، قد يسبب الأوزون أكسدة الأنسجة سطح الثمرة ويمكن أن يؤدي إلى تلون وتدهور نكهة الجودةالصورة = "XREF"> 12. وقد استخدم الكلور لتعقيم المنتجات الطازجة، مثل العنب والتفاح 13. في حين فعالة، يمكن أن الكلور يتفاعل مع المركبات المحتوية على النيتروجين أو الأمونيا، مما أدى إلى ثانوية مسرطنة 14، وخصوصا عندما تستخدم لالإبراء من الفواكه الطازجة 15.

وتمت الموافقة ثاني أكسيد الكلور (CLO 2)، بديلا المطهر، من قبل كل من الصين والولايات المتحدة لعلاج ما بعد الحصاد من الفواكه والخضروات (16). CLO 2 هو عامل مؤكسد للذوبان في الماء مع قدرة أكسدة 2.5 مرة أكبر من ذلك من الكلور الحر 17. CLO 2 غير فعالة للغاية في تركيزات منخفضة مع وجود وقت الاتصال القصير 18. CLO 2 ديها منخفضة السمية والحد الأدنى من التآكل في تركيزات المستخدمة في التطهير، والتعرف على أنها واحدة من جراثيم أكثر فعاليةوكلاء فطريات للاستخدام في مجموعة متنوعة من إعدادات 19، 20، 21.

وقد أظهرت نتائج البحوث العديدة التي CLO 2 يمكن السيطرة على مسببات الأمراض المنقولة بالغذاء وما بعد الحصاد تسوس 16. على سبيل المثال، تم استخدام CLO 2 الغاز لتعطيل المستوحدة L.، السالمونيلا، وE. القولونية O157: H7 ومنع توت والفراولة تلف 22 و 23. CLO يقلل غاز 2 من مخاطر التلوث الميكروبي مع الحفاظ على سمات من الفواكه الطازجة، وكان فعالا في السيطرة على تسوس ما بعد الحصاد من الفراولة (24). ومع ذلك، فمن غير مستقر في تركيزات عالية وغير منقولة، والتي تتطلب مولدات مكلفة في الموقع أو عدم كفاءة من جزئين مسحوق خلط تاريخيا.

ومع ذلك، CLO جديدوقد تبين أن 2 المنتج مع الجاهزة، تسيطر عليها الافراج عن صياغة (أي أنها لا تتطلب مولد أو premixing من المكونات) لتكون فعالة للغاية في السيطرة على الكائنات تلف المواد الغذائية ومسببات الأمراض في التجارب الأولية 25. ومن آمنة وفعالة من حيث التكلفة، غير قابلة للتآكل، يسهل نقلها، وشكل تسيطر عليها الافراج عن CLO 2، مع عدم وجود آثار سلبية على البيئة. وقد أثبتت التجارب السابقة أن هذا بطيئة الافراج CLO 2 مسحوق ملفوفة في المواد الترشيح وضعت في التعبئة والتغليف صدفي إلى خفض كبير في اضمحلال التوت الطازجة والفراولة، وانخفض فقدان المياه التوت، والحفاظ على ثبات الفاكهة أثناء التخزين بعد الحصاد 25 و 26. مؤخرا، تم تطوير تسيطر عليها الافراج عن CLO 2 حزمة من ختم شكل الطين من CLO 2 في فيلم البوليمر نصف نافذ. وكان الهدف من هذا العملإلى: 1) مراقبة CLO خصائص إطلاق غاز 2 في كل حاوية مغلقة وفي أصداف المحار مثقبة، 2) التحقيق في تأثير تسيطر عليها الافراج عن CLO 2 الحقيبة المغلقة في وعاء على مسببات الأمراض المنقولة بالغذاء واضمحلال الطماطم العنب، و3) تقييم الآثار المترتبة على CLO 2 تسيطر عليها الافراج عن على نوعية تخزين الطماطم العنب.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. قياس غاز CLO 2 في فراغ الرأس من غرفة مقفلة

  1. الحصول على المواد: CLO 2 الحقيبة (0.5 غرام من CLO 2 الطين (9.5٪ منظمة العفو الدولية) في فيلم البوليمر تم اختيارها لمعدل صدوره (مجموع مساحة 6 سم 2)، والمكونات الدقيقة هي الملكية)، وغرفة الزجاج (19.14 L)، وغطاء مع مدخل الغاز للتحويل ومخرج.
  2. إرفاق الحقيبة CLO 2 إلى غطاء باستخدام الشريط على الوجهين.
  3. إغلاق الغرفة عن طريق ختم غطاء مع الفازلين.
  4. ربط مدخل ومخرج للكشف عن الغاز CLO 2 إلى الغرفة.
    ملاحظة: هذا هو نظام تداول الغاز، وقعت عدم فقدان الغاز عندما أخذ القياسات.
  5. التبديل على تدفق مدخل ومخرج الغاز وقياس تركيز CLO 2 في الغرفة بعد احتضان ل0، 1، 2، 3، 4، 24، 26، 28، و 48 ساعة.
  6. رصد درجات الحرارة والرطوبة النسبية (RH) في غرفة مع المزاجature وRH قطع الاشجار البيانات.

2. إعداد الفاكهة والتخزين

  1. الحصول على 15 كلغ من الطماطم (البندورة) العنب الطازج (مغد قوطة فار. cerasiforme) من متاجر التجزئة المحلية. ضمان أن ثمار يتمتعون بصحة جيدة وليس لديهم عيوب بصرية.
  2. إعداد اللقاح
    1. استخدام سلالات E. القولونية (النوع البري) وA. المتناوبة من السطوح الحمضيات 27 للتلقيح.
    2. ثقافة E. القولونية على كولاي أجار (ECA) في 35 درجة مئوية لمدة 1 يوم 27 ومن ثم إعادة ثقافة الكائنات على لوحة جديدة لمدة 1 يوم. تأكيد الكائنات الحية عن طريق أخذ عينات لوحات ECA مع البكالوريا حلقة، تسليط الضوء على البكتيريا على ليفين يوزين الميثيلين الأزرق (EMB) أجار، واحتضان لمدة 24 ساعة عند 35 ° C. الثقافات التي تتحول العاكسة والأخضر المعدني إيجابية لE. القولونية.
    3. ثقافة A. المتناوبة على أجار البطاطس سكر العنب (PDA) عند 25 درجة؛ C حتى تظهر جراثيم.
    4. تتخلص من خلايا القولونية E. من لوحة أجار في 50 مل من الماء المقطر المعقم حتى يصل تركيز يقدر ب 9 سجل كفو / مل باستخدام المقارنة مع معايير التكافؤ تعكر مكفارلاند. إضافة 1950 مل من الماء المعقم تحتوي على 0.1٪ توين 20 لجعل 2 L مجموعه من اللقاح النهائي.
    5. تحقق من تركيز خلية بواسطة الطلاء تخفيف على لوحات إك أغار. تتخلص من الجراثيم A. المتناوبة من مستنبت وتعليق عليها في 2 لتر من الماء المقطر المعقم تحتوي على 0.1٪ توين-20.
      وكانت النهائي E. القولونية السكان 7.5 سجل كفو / ز، وكان عدد السكان A. المتناوبة 5.5 سجل كفو / ز: ملاحظة.
  3. ضع 7 كلغ من الطماطم في وعاء الفولاذ المقاوم للصدأ 10 L التي يتم تغطيتها بالكامل من قبل حقيبة autoclavable. ضع كيس والقومية في غطاء السلامة. تطبيق حل اللقاح (2 L) إلى الفواكه باستخدام بخاخ الزناد تطبق من أعلى مع التحريك بلطفالفواكه مع قفاز.
    1. بعد 5 دقائق، ووضع الطماطم في طبقة واحدة على أوراق تعقيمها والسماح لهم الهواء الجاف لمدة 2 ساعة. وضع حوالي 200 غرام من الفاكهة كل في twent أربعة 1 رطل (1.14 ~ L) أصداف المحار مثقبة.
  4. بعناية أضعاف رقائق الملوثة ووضعها في وعاء من الصلب. إزالة القفازات ووضعها في مقلاة. التفاف كيس autoclavable وتعقيم جميع المستلزمات الملوثة في 121 درجة مئوية لمدة 25 دقيقة.
  5. إرفاق CLO 2 الحقائب إلى الأغطية من 12 أصداف المحار. استخدام 12 أصداف المحار الأخرى والضوابط. تزن كل صدفي كامل. تخزين الفاكهة عند 20 درجة مئوية لمدة 14 يوما.
  6. أخذ عينات في أيام 3 و 7 و 10 و 14. عينة ثلاثة أصداف المحار، وهو ما يمثل 3 مكررات، لكل معاملة في اليوم الواحد.

3. رصد CLO 2 التركيز في أصداف المحار

  1. إدراج مدخل ومخرج أنابيب للكشف عن الغاز CLO 2 في مركز أصداف المحار، وايث مسافة 2 سم بين طرفي، وأخذ القياس CLO 2 في أيام 3 و 7 و 10 و 14.

4. تحديد الميكروبية السكان والفاكهة سمات الجودة

  1. تستنهض الهمم 5 الفواكه (حوالي 60 غراما) من كل تكرار في 100 دورة في الدقيقة لمدة 1 ساعة في كيس أخذ العينات المعقمة جنبا إلى جنب مع 99 مل من العازلة فوسفات البوتاسيوم المعقم (0.01 M، ودرجة الحموضة 7.2) على شاكر المداري.
    1. لوحة التخفيفات التسلسلية (1-، 10-، و 100 أضعاف) من غسل العازلة، 50 ميكرولتر لكل منهما، على اللجنة الاقتصادية لأفريقيا (لالقولونية E.) وPDA (لA. المتناوبة) باستخدام بلاتر دوامة.
    2. احتضان لوحات ECA في 35 درجة مئوية لمدة 24 ساعة ولوحات PDA عند 25 درجة مئوية لمدة 3 أيام. قراءة عدد مستعمرة الجراثيم باستخدام قارئ لوحة الضوئية. تعقيم جميع المعدات التي اتصلت الفاكهة الملوثة بعد استخدامها.
  2. قياس الحزم الفاكهة مع اختبار الحزم الفاكهة باستخدام بروتوكول الشركة المصنعة. معايرة اختبار قبلكل استخدام. قياس 20 ثمرة لكل تكرار والتعبير عن النتائج على النحو قوة الضغط، نيوتن (N)، مطلوب لضغط الفواكه بنسبة 1 ملم (تحويلها إلى N · م - 1).
  3. وزن صدفي كامل مع الفاكهة في بداية وأثناء التخزين وحساب فقدان الوزن بالمقارنة مع الوزن الأولي.

5. التحليل الإحصائي

  1. تكرار كل التجارب في ثلاث نسخ. تحليل البيانات باستخدام تحليل التباين (ANOVA). تحديد الفصل يعني من اختبار مجموعة متعددة دنكان. ويعرف أهمية ص <0.05.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

الافراج عن CLO 2 أظهرت نمطا الخطي خلال الساعات القليلة الأولى. زيادة تركيز حوالي 2.38 جزء في المليون / ساعة على أول ح 4. تباطأت سرعة الإفراج بعد 24 ساعة من الحضانة، وبلغ تركيز CLO 2 25.4 جزء في المليون. ومع ذلك، اتجه تركيز لتكون مستقرة بعد 24 ساعة من الحضانة (الشكل 1).

وكان فراغ الرأس CLO 2 التركيز على المحارة مع الطماطم العنب حوالي 4 جزء في المليون بين يوم 3 ويوم 10، وانخفض بعد 10 يوما من التخزين، وكان حوالي 2 جزء في المليون في يوم 14 (الشكل 2). السكان الأولي من E. coli و A. المتناوبة في الفاكهة بعد التلقيح كانت 4.3 و 3.4 سجل كفو / ز، على التوالي (الشكل 3). العلاج مع CLO 2 الحقائب خفضت سكان E. coli و A. المتناوبة التي كتبها 3.08 و2.85 سجل كفو / ز، على التوالي، بعد 14 يوما من التخزين (الشكل 3).

وتعرض آثار CLO 2 العلاج على الحزم الفاكهة وفقدان الوزن في أرقام 4 و 5. CLO 2 منع فقدان الحزم والوزن في الفاكهة، ونمت هذه الآثار مع مرور الوقت التخزين الموسعة (أرقام 4 و 5).

شكل 1
الشكل 1: CLO 2 الملف الشخصي الافراج عن 0.5 غرام CLO 2 الحقيبة في ذلك، فارغة إناء زجاجي 19.14-L مختومة في 20 ° C والرطوبة النسبية 91٪.

الشكل 2
الشكل 2: تركيز CLO 2 في 1 رطل صدفي التعبئة والتغليف مثقب مع200 غرام من الطماطم العنب في 20 ° C. القيم هي متوسط ​​± SD.

الشكل (3)
الشكل (3): تأثير العلاج CLO 2 على E. coli و A. السكان المتناوبة على أسطح الطماطم العنب تلقيح تخزينها لمدة 14 يوما في 20 ° C. القيم هي متوسط ​​± SD.

الشكل (4)
الشكل 4: تأثير CLO 2 العلاج على الحزم الطماطم العنب تخزينها لمدة 14 يوما في 20 ° C. القيم هي متوسط ​​± SD.

الرقم 5
الشكل 5: تأثير CLO 2 العلاج على فقدان الوزن من الطماطم العنبوفاق تخزينها لمدة 14 يوما في 20 ° C. القيم هي متوسط ​​± SD.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

ثاني أكسيد الكلور هو كمبيد بيولوجي المثالي لمنع تسوس الطعام. ومع ذلك، فمن غير مستقر في تركيزات عالية وغير منقولة، والتي تتطلب مولدات مكلفة أو غير فعالة من جزئين مسحوق الاختلاط. بحثت هذه الدراسة تطبيق، شكل مستقر جاهزة للاستخدام ثاني أكسيد الكلور للحد من تلف المواد الغذائية وانتشار الأمراض المنقولة بالأغذية. وعلى النقيض من غيرها من التكنولوجيات تطبيق ثاني أكسيد الكلور المستخدمة حاليا، وCLO التجاري 2 المستخدمة هنا هي فعالة من حيث التكلفة، لديها صلاحية طويلة، و لا يتطلب المولدات الكبيرة أو premixing. ولكن نظرا لخصائص الأكسدة القوية CLO 2، وخصائص إطلاق الغاز من CLO 2 يصعب قياسها، وبالتالي نادرا ما ذكرت. في دراسة سابقة، تم استخدام طريقة المعايرة لقياس معدل إطلاق 28. ومع ذلك، هذا الأسلوب هو أقل دقة وأكثر تعقيدا. تقييم بعض البحوث تركيز CLO 2 عن طريق امتصاصفي الماء ومن ثم قياسه باستخدام الكروماتوغرافيا الغازية مع الطيفي الشامل (GC-MS) كشف 29. ومع ذلك، معقد هذا الصك GC-MS ومكلفة 30. في بحثنا، تم استخدام جهاز الكشف عن الغاز CLO 2 لقياس تركيز CLO 2. هذا كاشف له أجهزة الاستشعار المتعددة التي تعطي نتائج أكثر دقة في وقت أقصر.

في بروتوكول لدينا، لإعداد اللقاح، استخدام، 10 L عموم الصلب العميق من جانب كوعاء للتطبيق اللقاح، في حد ذاته وضعت داخل كيس autoclavable، فضلا عن احباط العقيمة التي لتجفيف الفواكه ، ويسمح لسريع التنظيف ويساعد على تجنب التعرض البشري للكائنات الحية المسببة للأمراض ربما عن طريق الاتصال العرضي. رش الفواكه ضمن حدود الحقيبة autoclavable تقليل تشتت الهباء الجوي الميكروبية. تجفيف الفاكهة على احباط يسمح لإزالة كاملة والتعقيم لاحق من جميع الأسطحالتي الفاكهة الملوثة قد تتلامس.

عرضت ثاني أكسيد الكلور نشاط مضادات الميكروبات قوي ضد E. coli و A. المتناوبة في الطماطم العنب (الشكل 3). وقد استخدم CLO 2 محلول لغسل الفواكه والخضروات. العلاج بغاز CLO 2 في 4.1 ملغ / لتر (1484 جزء في المليون) لمدة 20 دقيقة في 23 ° C إلى خفض كبير في عدد السكان من السالمونيلا، كولاي O157: H7، والمستوحدة L. على طازجة قطع الخس، والملفوف، والجزر، دون وقوع آثار سلبية على الخصائص الحسية 31. تحققت H7 بعد 4 ملغ / لتر (1448 جزء في المليون) العلاجات الغاز CLO 2 لمدة 10 دقيقة في 21 ° C و 90٪ RH على التفاح السطوح 32: تخفيضات أعلى من 3 سجل كولاي O157. وتعرض آثار CLO 2 العلاج على الحزم الفاكهة وفقدان الوزن في أرقام 4 و 5. الحزممن CLO 2 المعالجة بالإثير الطماطم زادت مقارنة مع الفاكهة التحكم (الشكل 4). CLO 2 المعالجة بالإثير أظهرت الفاكهة نشاط انزيم تحول دون بما في ذلك البيروكسيديز والبوليفينول أوكسيديز، الذي ينسب إلى دورا هاما في عملية تليين 33، أو معدلات التنفس تحول دون وانتاج الاثيلين 34 و 35. وقد أظهر علاقة خطية بين تليين وفقدان الوزن في العنب البري 36. وأشير إلى أن CLO 2 يمكن أن تقلل عملية التمثيل الغذائي الفاكهة بالإضافة إلى منع فقدان الوزن والحفاظ على ثبات 37. وخلص إلى أن الحقيبة CLO 2 كانت، غير الحرارية، تقنية للحد من مسببات المرض واعدة للفواكه والخضروات الطازجة. وحافظ على الحزم وتقليل فقدان الوزن من الطماطم العنب.

ومن الخصائص التي تحد من هذا الأسلوب من sanitatايون هو أنه على الرغم من هذه التكنولوجيا CLO 2 قد يقلل من اللقاح سطح الطماطم من A. المتناوبة، والحد من خطر العدوى بعد الحصاد الجديدة هذه الفطريات، وانها لن تكون قادرة على السيطرة المعمول بها، الالتهابات الكامنة A. بديل 38. وعادة ما تنتج العدوى التي أنشئت في الحقل قبل الحصاد وهي السبب الرئيسي للبقع سوداء ما بعد الحصاد الطماطم، والتي تسبب خسائر اقتصادية كبيرة لهذه الصناعة. خاصية الحد الآخر هو رد الفعل السريع للCLO 2، والذي يمنع المنتج من المكافحة الفعالة الكائنات الحية الدقيقة التي هي جزء لا يتجزأ عميقا في بيئة غنية بالمياه أو المواد العضوية الكثيفة 39. عادة، فإن إمكانية التعقيم المنتج في تركيزات منخفضة يفقد بسرعة فعالية قبل أن يتمكن من اختراق بما فيه الكفاية إلى داخل الثمار الكبيرة. الحل لهذه المشكلة، على تركيز أعلى من المنتج، يحمل في طياتهمشاكل خاصة بها، بما في ذلك آثار phytopathic وتبييض الأنسجة النباتية. ولذلك، لكل تطبيق فريد من السلع مقابل الممرض، فمن الضروري إيجاد تركيز المطهر الذي يوازن فعالية مضادة للميكروبات مع الضرر السلع مقبول.

وباختصار، CLO 2 يمكن استخدامها بوصفها المطهر للسيطرة على الكائنات الممرضة، الخمائر، وقوالب على الفاكهة. وتشير النتائج في هذه الدراسة أن CLO 2 في تركيزات منخفضة لفترات زمنية أطول في التعبئة والتغليف النشط هو مفيد لتحسين السلامة الميكروبية والحد من تسوس أثناء التخزين دون المساس الخصائص الفيزيائية من الفاكهة. وتشمل التطبيقات المستقبلية لهذا البروتوكول اختبار فعالية بطء الإفراج CLO 2 الحقائب كإضافة إلى التعبئة والتغليف التجاري ضد مسببات الأمراض المنقولة بالغذاء والكائنات تلف في أي عدد من المنتجات الغذائية الطازجة، بما في ذلك الفواكه والخضروات واللحوم والخبز الحالية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

ونود أن نشكر الدعم المالي المقدم من وريل تقنيات المياه، LLC. ذكر علامة تجارية أو منتج الملكية هو التعريف فقط، لا يعني ضمانة أو ضمان للمنتج من قبل وزارة الزراعة الأمريكية.

Materials

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Van Duyn, M. S., Pivonka, E. Overview of the health benefits of fruit and vegetable consumption for the dietetics professional: Selected literature. J Am Diet Assoc. 100 (12), 1511-1521 (2000).
  2. Beuchat, L. R. Ecological factors influencing survival and growth of human pathogens on raw fruits and vegetables. Microbes Infect. 4 (4), 413-423 (2002).
  3. Mahmoud, B. S. M., Bhagat, A. R., Linton, R. H. Inactivation kinetics of inoculated Escherichia coli O157 : H7, Listeria monocytogenes and Salmonella enterica on strawberries by chlorine dioxide gas. Food Microbiol. 24 (7-8), 736-744 (2007).
  4. Bean, N. H., Griffin, P. M. Foodborne disease outbreaks in the United-States, 1973-1987 - pathogens, vehicles, and trends. J Food Protect. 53 (9), 804-817 (1990).
  5. Calder, L., et al. An outbreak of hepatitis A associated with consumption of raw blueberries. Epidemiol Infect. 131 (1), 745-751 (2003).
  6. Chen, Z., Zhu, C. H. Combined effects of aqueous chlorine dioxide and ultrasonic treatments on postharvest storage quality of plum fruit (Prunus salicina L.). Postharvest Biol Technol. 61 (2-3), 117-123 (2011).
  7. Mmbaga, M. T., Shi, A. N., Kim, M. S. Identification of Alternaria alternata as a causal agent for leaf blight in syringa species. Plant Pathology J. 27 (2), 120-127 (2011).
  8. Fagundes, C., Palou, L., Monteiro, A. R., Perez-Gago, M. B. Hydroxypropyl methylcellulose-beeswax edible coatings formulated with antifungal food additives to reduce alternaria black spot and maintain postharvest quality of cold-stored cherry tomatoes. Sci Hortic-Amsterdam. 193, 249-257 (2015).
  9. Akhtar, K. P., Saleem, M. Y., Asghar, M., Haq, M. A. New report of Alternaria alternata causing leaf blight of tomato in Pakistan. Plant Pathol. 53 (6), 816 (2004).
  10. Spalding, D. H. Effect of ozone on appearance and decay of strawberries peaches and lettuce. Phytopathology. 56, 586 (1966).
  11. Bialka, K. L., Demirci, A. Decontamination of Escherichia coli O157 : H7 and Salmonella enterica on blueberries using ozone and pulsed UV-Light. J Food Sci. 72 (9), M391-M396 (2007).
  12. Kim, J. G., Yousef, A. E., Dave, S. Application of ozone for enhancing the microbiological safety and quality of foods: A review. J Food Protect. 62 (9), 1071-1087 (1999).
  13. Crowe, K. M., Bushway, A., Davis-Dentici, K. Impact of postharvest treatments, chlorine and ozone, coupled with low-temperature frozen storage on the antimicrobial quality of lowbush blueberries (Vaccinium angustifolium). LWT-Food Sci Technol. 47 (1), 213-215 (2012).
  14. Richardson, S. D., Plewa, M. J., Wagner, E. D., Schoeny, R., DeMarini, D. M. Occurrence, genotoxicity, and carcinogenicity of regulated and emerging disinfection by-products in drinking water: A review and roadmap for research. Mutat Res-Rev Mutat. 636 (1-3), 178-242 (2007).
  15. Soliva-Fortuny, R. C., Martin-Belloso, O. New advances in extending the shelf-life of fresh-cut fruits: a review. Trends Food Sci Tech. 14 (9), 341-353 (2003).
  16. Zhu, C. H., Chen, Z., Yu, G. Y. Fungicidal mechanism of chlorine dioxide on Saccharomyces cerevisiae. Ann Microbiol. 63 (2), 495-502 (2013).
  17. Han, Y., Sherman, D. M., Linton, R. H., Nielsen, S. S., Nelson, P. E. The effects of washing and chlorine dioxide gas on survival and attachment of Escherichia coli O157 : H7 to green pepper surfaces. Food Microbiol. 17 (5), 521-533 (2000).
  18. Chen, Z., Zhu, C. H., Han, Z. Q. Effects of aqueous chlorine dioxide treatment on nutritional components and shelf-life of mulberry fruit (Morus alba L). J Biosci Bioeng. 111 (6), 675-681 (2011).
  19. Gordon, G., Rosenblatt, A. A. Chlorine dioxide: The current state of the art. Ozone-Sci Eng. 27 (3), 203-207 (2005).
  20. Park, S. H., Kang, D. H. Antimicrobial effect of chlorine dioxide gas against foodborne pathogens under differing conditions of relative humidity. LWT-Food Sci Technol. 60 (1), 186-191 (2015).
  21. Wu, V. C. H., Kim, B. Effect of a simple chlorine dioxide method for controlling five foodborne pathogens, yeasts and molds on blueberries. Food Microbiol. 24 (7-8), 794-800 (2007).
  22. Mahmoud, B. S., Bhagat, A. R., Linton, R. H. Inactivation kinetics of inoculated Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes and Salmonella enterica on strawberries by chlorine dioxide gas. Food Microbiol. 24 (7-8), 736-744 (2007).
  23. Popa, I., Hanson, E. J., Todd, E. C., Schilder, A. C., Ryser, E. T. Efficacy of chlorine dioxide gas sachets for enhancing the microbiological quality and safety of blueberries. J Food Protect. 70 (9), 2084-2088 (2007).
  24. Jin, Y. Y., Kim, Y. J., Chung, K. S., Won, M., Bin Song,, K, Effect of aqueous chlorine dioxide treatment on the microbial growth and qualities of strawberries during storage. Food Sci Biotechnol. 16 (6), 1018-1022 (2007).
  25. Sun, X. X., et al. Antimicrobial activity of controlled-release chlorine dioxide gas on fresh blueberries. J Food Protect. 77 (7), 1127-1132 (2014).
  26. Wang, Z., et al. Improving storability of fresh strawberries with controlled release chlorine dioxide in perforated clamshell packaging. Food Bioprocess Technol. 7 (12), 3516-3524 (2014).
  27. Narciso, J. A., Ference, C. M., Ritenour, M. A., Widmer, W. W. Effect of copper hydroxide sprays for citrus canker control on wild-type Escherichia coli. Lett Appl Microbiol. 54 (2), 108-111 (2012).
  28. Lee, S. Y., Costello, M., Kang, D. H. Efficacy of chlorine dioxide gas as a sanitizer of lettuce leaves. J Food Protect. 67 (7), 1371-1376 (2004).
  29. Shinb, H. S., Jung, D. G. Determination of chlorine dioxide in water by gas chromatography-mass spectrometry. J Chromatogr A. 1123, 92-97 (2006).
  30. Tzanavaras, P. D., Themelis, D. G., Kika, F. S. Review of analytical methods for the determination of chlorine dioxide. Cent Eur J Chem. 5 (1), 1-12 (2007).
  31. Sy, K. V., Murray, M. B., Harrison, M. D., Beuchat, L. R. Evaluation of gaseous chlorine dioxide as a sanitizer for killing Salmonella, Escherichia coli O157 : H7, Listeria monocytogenes, and Yeasts and molds on fresh and fresh-cut produce. J Food Protect. 68 (6), 1176-1187 (2005).
  32. Du, J., Han, Y., Linton, R. H. Efficacy of chlorine dioxide gas in reducing Escherichia coli O157 : H7 on apple surfaces. Food Microbiol. 20 (5), 583-591 (2003).
  33. Wang, Y. Z., Wu, J., Ma, D. W., Ding, J. D. Preparation of a cross-linked gelatin/bacteriorhodopsin film and its photochromic properties. Sci China Chem. 54 (2), 405-409 (2011).
  34. Guo, Q., et al. Chlorine dioxide treatment decreases respiration and ethylene synthesis in fresh-cut 'Hami' melon fruit. Int J Food Sci Tech. 48 (9), 1775-1782 (2013).
  35. Aday, M. S., Caner, C. The applications of 'active packaging and chlorine dioxide' for extended shelf life of fresh strawberries. Packag Technol Sci. 24 (3), 123-136 (2011).
  36. Paniagua, A. C., East, A. R., Hindmarsh, J. P., Heyes, J. A. Moisture loss is the major cause of firmness change during postharvest storage of blueberry. Postharvest Biol Technol. 79, 13-19 (2013).
  37. Gomez-Lopez, V. M., Ragaert, P., Jeyachchandran, V., Debevere, J., Devlieghere, F. Shelf-life of minimally processed lettuce and cabbage treated with gaseous chlorine dioxide and cysteine. Int J Food Microbiol. 121 (1), 74-83 (2008).
  38. Mahovic, M. J., Tenney, J. D., Bartz, J. A. Applications of chlorine dioxide gas for control of bacterial soft rot in tomatoes. Plant Dis. 91 (10), 1316-1320 (2007).
  39. Tan, H. K., Wheeler, W. B., Wei, C. I. Reaction of chlorine dioxide with amino-acids and peptides - kinetics and mutagenicity studies. Mutat Res. 188 (4), 259-266 (1987).

Tags

العلوم البيئية، العدد 122، وثاني أكسيد الكلور، والنشاط المضادة للميكروبات، وإزالة التلوث، والمحافظة، وسلامة الأغذية، التي تنقلها الأغذية الممرض، وتسوس، تلف والحزم، والطماطم العنب
تسيطر عليها الافراج عن ثاني أكسيد الكلور في نظام تغليف مثقوبة لتمديد حياة التخزين وتحسين سلامة العنب الطماطم
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Sun, X., Baldwin, E., Plotto, A.,… More

Sun, X., Baldwin, E., Plotto, A., Narciso, J., Ference, C., Ritenour, M., Harrison, K., Gangemi, J., Bai, J. Controlled-release of Chlorine Dioxide in a Perforated Packaging System to Extend the Storage Life and Improve the Safety of Grape Tomatoes. J. Vis. Exp. (122), e55400, doi:10.3791/55400 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter