ES2972502T3 - Procedimiento oxidativo avanzado y sistema para la reducción microbiana - Google Patents

Procedimiento oxidativo avanzado y sistema para la reducción microbiana Download PDF

Info

Publication number
ES2972502T3
ES2972502T3 ES17907916T ES17907916T ES2972502T3 ES 2972502 T3 ES2972502 T3 ES 2972502T3 ES 17907916 T ES17907916 T ES 17907916T ES 17907916 T ES17907916 T ES 17907916T ES 2972502 T3 ES2972502 T3 ES 2972502T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
ozone
apples
hydrogen peroxide
processing
treatment chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES17907916T
Other languages
English (en)
Inventor
Paul Moyer
Mark Vanderveen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Clean Works Inc
Original Assignee
Harpc Solutions Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harpc Solutions Inc filed Critical Harpc Solutions Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2972502T3 publication Critical patent/ES2972502T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23BPRESERVATION OF FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES
    • A23B2/00Preservation of foods or foodstuffs, in general
    • A23B2/50Preservation of foods or foodstuffs, in general by irradiation without heating
    • A23B2/53Preservation of foods or foodstuffs, in general by irradiation without heating with ultraviolet light
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23BPRESERVATION OF FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES
    • A23B2/00Preservation of foods or foodstuffs, in general
    • A23B2/40Preservation of foods or foodstuffs, in general by heating loose unpacked materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23BPRESERVATION OF FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES
    • A23B2/00Preservation of foods or foodstuffs, in general
    • A23B2/70Preservation of foods or foodstuffs, in general by treatment with chemicals
    • A23B2/704Preservation of foods or foodstuffs, in general by treatment with chemicals in the form of gases, e.g. fumigation; Compositions or apparatus therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23BPRESERVATION OF FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES
    • A23B2/00Preservation of foods or foodstuffs, in general
    • A23B2/70Preservation of foods or foodstuffs, in general by treatment with chemicals
    • A23B2/704Preservation of foods or foodstuffs, in general by treatment with chemicals in the form of gases, e.g. fumigation; Compositions or apparatus therefor
    • A23B2/721Preservation of foods or foodstuffs, in general by treatment with chemicals in the form of gases, e.g. fumigation; Compositions or apparatus therefor in a controlled atmosphere comprising other gases in addition to CO2, N2, O2 or H2O
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23BPRESERVATION OF FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES
    • A23B2/00Preservation of foods or foodstuffs, in general
    • A23B2/70Preservation of foods or foodstuffs, in general by treatment with chemicals
    • A23B2/725Preservation of foods or foodstuffs, in general by treatment with chemicals in the form of liquids or solids
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23BPRESERVATION OF FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES
    • A23B2/00Preservation of foods or foodstuffs, in general
    • A23B2/70Preservation of foods or foodstuffs, in general by treatment with chemicals
    • A23B2/725Preservation of foods or foodstuffs, in general by treatment with chemicals in the form of liquids or solids
    • A23B2/788Inorganic compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23BPRESERVATION OF FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES
    • A23B7/00Preservation of fruit or vegetables; Chemical ripening of fruit or vegetables
    • A23B7/005Preserving by heating
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23BPRESERVATION OF FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES
    • A23B7/00Preservation of fruit or vegetables; Chemical ripening of fruit or vegetables
    • A23B7/015Preserving by irradiation or electric treatment without heating effect
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23BPRESERVATION OF FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES
    • A23B7/00Preservation of fruit or vegetables; Chemical ripening of fruit or vegetables
    • A23B7/14Preserving or ripening with chemicals not covered by group A23B7/08 or A23B7/10
    • A23B7/144Preserving or ripening with chemicals not covered by group A23B7/08 or A23B7/10 in the form of gases, e.g. fumigation; Compositions or apparatus therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23BPRESERVATION OF FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES
    • A23B7/00Preservation of fruit or vegetables; Chemical ripening of fruit or vegetables
    • A23B7/14Preserving or ripening with chemicals not covered by group A23B7/08 or A23B7/10
    • A23B7/153Preserving or ripening with chemicals not covered by group A23B7/08 or A23B7/10 in the form of liquids or solids
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23BPRESERVATION OF FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES
    • A23B7/00Preservation of fruit or vegetables; Chemical ripening of fruit or vegetables
    • A23B7/14Preserving or ripening with chemicals not covered by group A23B7/08 or A23B7/10
    • A23B7/153Preserving or ripening with chemicals not covered by group A23B7/08 or A23B7/10 in the form of liquids or solids
    • A23B7/157Inorganic compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
  • Storage Of Fruits Or Vegetables (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Preparation Of Fruits And Vegetables (AREA)

Abstract

Se divulga un sistema para inactivar bacterias y/o reducir el recuento microbiano en un producto, en particular un producto alimenticio, susceptible a la presencia microbiana, comprendiendo dicho sistema una cámara de procesamiento que está operativamente conectada a i) un medio para generar luz UV-C, ii) un medio para generar vapor de peróxido de hidrógeno y/o un medio para generar ozono, y iii) una fuente de calor. También se divulga un método para inactivar bacterias y/o reducir el recuento microbiano en un producto, en particular un producto alimenticio, que es susceptible a la presencia microbiana, comprendiendo dicho método someter dicho producto en una cámara de procesamiento a exposición a luz ultravioleta C (UV-C). luz y vapor de peróxido de hidrógeno y/u ozono, y calor, durante un tiempo de procesamiento de entre 5 y 120 segundos, en el que el vapor de peróxido de hidrógeno está presente en una solución de hasta el 12 % v/v y se mantiene la temperatura dentro de la cámara de procesamiento. entre aproximadamente 22°C y 60°C. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento oxidativo avanzado y sistema para la reducción microbiana
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere, en general, a métodos y sistemas para reducir el recuento microbiano en los alimentos. Los métodos y sistemas de la presente invención se describen en esta memoria con referencia a manzanas con el fin de facilitar la comprensión de la invención. Sin embargo, debería quedar claro para los expertos en la técnica que la aplicabilidad de dichos métodos y sistemas no se limita a las manzanas. Más bien, dichos métodos y sistemas pueden adaptarse para reducir el recuento microbiano en otros productos susceptibles a la presencia microbiana indeseable, tales como otras frutas y verduras.
DISCUSIÓN Y COMPARACIÓN CON LA TÉCNICA ANTERIOR RELEVANTE
En diciembre de 2014, un brote de listeriosis en varios estados de Estados Unidos se relacionó con el consumo de manzanas acarameladas. Durante los meses siguientes, una investigación reveló que la Listeria se originaba en la superficie de las manzanas afectadas, que posteriormente se introducía en el interior de las manzanas cuando los palos utilizados como mangos perforaban las manzanas durante la producción. Aunque el riesgo de listeriosis por las manzanas acarameladas todavía puede considerarse bajo, es necesario aplicar medidas preventivas durante la producción de manzanas acarameladas.
Lavar manzanas en desinfectantes acuosos es un ejemplo de una medida preventiva de este tipo. Sin embargo, los sistemas de lavado con agua no siempre son prácticos debido a las limitaciones de costo y espacio, así como a las preocupaciones sobre llevar agua a una instalación de fabricación. Además, se descubrió que esta opción de desinfección tiene una eficacia limitada para eliminar la contaminación (reducción <1 log ufc) y potencialmente puede conducir a una contaminación cruzada (Perez-Rodriguez et al., 2014, "Study of the cross-contamination and survival of Salmonella in fresh apples", International Journal of Food Microbiology, 184, 92-97, cuya divulgación completa se incorpora en esta memoria como referencia). Además, la humedad residual en las manzanas impide el recubrimiento de caramelo sobre las manzanas, creando con ello dificultades durante la producción. En consecuencia, los enfoques acuosos libres (por ejemplo, vapor de peróxido de hidrógeno) son más compatibles con la producción de manzanas acarameladas y, además, han demostrado ser efectivos para descontaminar los productos en comparación con el lavado post-cosecha tradicional (Back et al., 2014, "Effect of hydrogen peroxide vapor treatment for inactivating Salmonella Typhimurium, Escherichia coli 0157:H7 and Listeria monocytogenes on organic fresh lettuce" Food Control, 44, 78-85, cuya divulgación completa se incorpora en esta memoria como referencia).
El ozono se ha asociado con actividades antimicrobianas y la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE.UU. lo ha designado como Generalmente Reconocido como Seguro (GRAS, por sus siglas en inglés). (Véase, p. ej., Sharma y Hudson, "Ozone gas is an effective and practical antibacterial agent", Am J Infect Control. Oct. de 2008; 36(8): 559-63, cuya divulgación completa se incorpora en esta memoria como referencia). Procedimientos de uso de soluciones que contienen ozono para descontaminar alimentos se describen, p. ej., en las patentes de EE.UU. N°s 6.485.769 y 6.162.477. Sin embargo, el agua es a menudo la fuente de contaminación en las instalaciones de fabricación de alimentos. Además, como se señaló anteriormente, los enfoques libres acuosos son más compatibles con determinados tipos de productos alimenticios, incluyendo las manzanas acarameladas.
Más recientemente, se sugirió el uso de gas ozono. (Véase, p. ej., Khadre et al., 2001, "Microbiological aspects of ozone applications in food: A review", Journal of Food Science, 66, 1262-1252, cuya divulgación completa se incorpora en esta memoria como referencia). Estudios previos han demostrado que el ozono introducido en la atmósfera de las salas de almacenamiento puede reducir la carga microbiana en la fruta (Yaseen et al., 2015, "Ozone for post-harvest treatment of apple fruits", Phytopathologia Mediterranea, 54, 94-103, cuya divulgación completa se incorpora en esta memoria como referencia). Sin embargo, el ozono en las salas de almacenamiento se aplica en un nivel bajo (0,5-2 ppm) para evitar la corrosión excesiva de los accesorios y reducir los riesgos para los trabajadores. En consecuencia, se requiere un tiempo de exposición prolongado para lograr reducciones microbianas, aunque el contacto con cada manzana individual representa un desafío.
Como alternativa al ozono, se sabe que los rayos UV provocan actividad antimicrobiana a través de fotones que dañan directamente el ADN del microbio diana. Aunque los rayos UV se han utilizado ampliamente para la desinfección de agua y otros líquidos transparentes, hasta ahora el tratamiento con rayos UV de las superficies de los alimentos sigue siendo problemático debido a los efectos de sombreado causados por contornos irregulares y/o la presencia dentro de biopelículas o agrupaciones de células.
La presente invención aborda las deficiencias arriba descritas de los métodos y sistemas de la técnica anterior combinando el tratamiento UV con agentes oxidantes tales como ozono o peróxido de hidrógeno o combinaciones de los mismos. Por ejemplo, los autores de la invención proponen combinar el tratamiento con ozono con un procedimiento denominado Proceso Oxidativo Avanzado (AOP, por sus siglas en inglés) (combinación de peróxido de hidrógeno y UV), procedimiento que es útil para tratar aguas turbias y envases de cartón.
El documento GB 2378631 describe un método para desinfectar material vegetal, comprendiendo el primer método las etapas de: (i) proporcionar un material vegetal como una suspensión en un fluido; (ii) hacer fluir el material vegetal suspendido a lo largo de un eje e irradiar sustancialmente toda la superficie del material vegetal suspendido con radiación UV-C desde una fuente de luz UV-C de modo que sustancialmente toda la superficie quede desinfectada.
Antes F. et al.: "Processing lines and alternative preservation techniques to prolong the shelf-life of minimal fresh processed leafy vegetables" EUROPEAN JOURNAL OF HORTICULTURAL SCIENCE, VERLAG EUGEN ULMER, STUTTGART, DE, vol. 70, n° 5, 1 de octubre de 2005 (01-10-2005), páginas 231-245 revisa las mejoras recientes en agentes de lavado y desinfección y evalúa técnicas de conservación emergentes factibles y recientes.
El documento WO 2013/126024 describió un sistema y un método de implementación de humedad, ozono, diversos productos químicos y/o diferentes aplicaciones físicas juntas sobre frutas y verduras frescas.
El documento US 5213759 describe un método para esterilizar microorganismos, sometiendo los microorganismos a radiación UV, en una banda de longitud de onda que mata los microorganismos, en una atmósfera de gas inerte o de ozono.
El documento US 2007/059410 describe un método y un equipo para la desinfección y conservación de alimentos y otros productos mediante Os, O<2>, CO<2>, argón, luz UV-C y ultrasonidos en vacío.
Whangchai et al.: "Effect of Ozone and Vapor Phase Peroxide Fumigation on the Control of Postharvest Diseases of Longan Fruit" Thai Journal of Agriculture Science, vol. 44, n° 5, 2011, describe un estudio en el que se evaluó el efecto del peróxido de hidrógeno en fase de vapor. Parish et al.: "Methods of Reduce/Eliminate Pathogens from Fresh and Fresh-Cut Produce" Ch. V, Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, vol. 2, 2003, páginas 161 -173, describe diversos métodos para reducir poblaciones de microorganismos en productos enteros y recién cortados y sus ventajas y desventajas. SUMARIO DE LA INVENCIÓN
La presente invención proporciona un método para inactivar bacterias en un producto alimenticio susceptible a la presencia microbiana (superficial, sub-superficial e interna), que comprende poner en contacto el producto alimenticio a tratar con luz ultravioleta C (UV-C), peróxido de hidrógeno y ozono, así como calor, método que puede comprender el uso de un sistema que comprende medios para proporcionar cada uno de dichos luz UV-C, peróxido de hidrógeno, ozono y calor.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Figura 1:Esquema de UV: reactor de peróxido de hidrógeno configurado para el Experimento 1 y el Experimento 2.
Figura 2:muestra la inactivación de Listeria monocytogenes en y dentro de las manzanas mediante UV:peróxido de hidrógeno del 1-6 %. Se colocaron manzanas inoculadas en la cámara y se administraron diferentes concentraciones de peróxido de hidrógeno. Todos los tratamientos se realizaron durante 60 s a 48 °C.
Figura 3:muestra la inactivación deListeria monocytogenesen la superficie y el corazón de manzanas utilizando UV:ozono con o sin peróxido de hidrógeno al 6 % a 48 °C de 30 a 120 segundos.
Figuras 4A y 4B:Recuentos deListeria monocytogenesen la superficie y el corazón de manzanas acarameladas almacenadas a 22 °C. Las manzanas fueron inoculadas conListeriay tratadas utilizando una combinación de ozono (hasta 50 ppm) seguido de AOP. Luego, las manzanas se recubrieron con caramelochocolate - manzana roja (Fig. 4A) o caramelo-manzana verde (Fig. 4B) y se retiraron 3 unidades de cada una en los diferentes puntos de muestreo.
Figura 5:muestra la reducción del recuento logarítmico deE. co lien cabezas de lechuga enteras tratadas con vapor de peróxido de hidrógeno (al 2 y 4 %) durante 30, 60 y 120 segundos. La reducción del recuento logarítmico (LCR, por sus siglas en inglés) se calculó restando el logaritmo promedio de supervivientes (se eliminaron 3 unidades de cada uno en los diferentes puntos de muestreo) de los recuperados en frutas no tratadas.
Figura 6:muestra la reducción del recuento logarítmico deE. colien cabezas de lechuga enteras tratadas con ozono y AOP con humedad alta y baja. La reducción del recuento logarítmico (LCR) se calculó restando el logaritmo promedio de supervivientes (se eliminaron 3 unidades de cada uno en los diferentes puntos de muestreo) de los recuperados en frutas no tratadas.
Figura 7:muestra las reducciones promedio del recuento logarítmico deE. colien cabezas de lechuga enteras tratadas con gas ozono durante 5 minutos solo y en combinación con H<2>O<2>, UV y dióxido de cloro.
La reducción del recuento logarítmico (LCR) se calculó restando el logaritmo promedio de supervivientes (se eliminaron 3 unidades de cada uno en los diferentes puntos de muestreo) de los recuperados en frutas no tratadas.
Figura 8:muestra la vida útil de cabezas enteras de lechuga inoculadas conE. coli,tratadas con gas ozono durante 5 minutos solo y en combinación con H<2>O<2>, UV y dióxido de cloro (Figura 7), así como un grupo de control sin tratar los días de almacenamiento 0, 2, 5, 8 y 10.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
Si bien los aspectos de la invención descrita en esta memoria se describen con referencia a la reducción del recuento microbiano en frutas, en particular manzanas, se debe apreciar que los métodos, sistemas y conjuntos relacionados descritos se pueden utilizar para reducir el recuento microbiano en otros tipos de alimentos o productos.
Además, realizaciones y ejemplos específicos de los métodos y sistemas descritos en esta memoria son ilustrativos, y se pueden introducir muchas variaciones en estas realizaciones y ejemplos sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Los elementos y/o características de diferentes realizaciones ilustrativas y/o ejemplos pueden combinarse entre sí y/o sustituirse entre sí dentro del alcance de esta divulgación y las reivindicaciones adjuntas.
DEFINICIONES
Tal como se utiliza en esta memoria, y a menos que se indique lo contrario, cada uno de los siguientes términos y expresiones tendrá la definición que se establece a continuación.
Para superar las deficiencias asociadas con el tratamiento de productos alimenticios de la técnica anterior para reducir el recuento microbiano en ellos, la presente invención propone combinar el tratamiento UV con agentes oxidantes tales como ozono o peróxido de hidrógeno o combinaciones de los mismos. En el proceso AOP propuesto, el peróxido de hidrógeno se degrada mediante fotones UV para formar radicales libres antimicrobianos de vida corta que pueden penetrar en zonas sombreadas de la superficie del alimento a tratar.
Se demostró que el AOP descontamina los productos frescos. Los parámetros críticos para respaldar los procesos AOP son la temperatura y la concentración de peróxido de hidrógeno. Específicamente, la reacción para generar radicales se ve favorecida a 48 °C, pero menos a la temperatura ambiente típica (aproximadamente 22 °C). Además, los procesos AOP tienen una concentración óptima de peróxido de hidrógeno, ya que niveles demasiado bajos de peróxido de hidrógeno darán como resultado una generación insuficiente de radicales, mientras que un exceso de peróxido de hidrógeno puede provocar que la densidad de los radicales sea demasiado alta hasta el punto de que finalmente se combinen y, con ello, se neutralicen.
Se obtiene una ventaja adicional cuando se utiliza una combinación de ozono y vapor de peróxido de hidrógeno. Debido a la presencia de vapor de peróxido de hidrógeno en la cámara, la humedad relativa que rodea la fruta a tratar aumenta, por lo que también se espera que aumente la susceptibilidad de las células microbianas a los efectos letales del ozono (Miller et al., 2013, "A review on ozone-based treatments for fruit and vegetables preservation", Food Engineering Reviews, 5, 77-106 y de Candia et al., 2015, "Eradication of high viable loads of Listeria monocytogenes contaminating food-contact surfaces". Frontiers in Microbiology, 6, 12, cuya divulgación completa se incorpora en esta memoria como referencia).
A través de una serie de experimentos, los autores de la invención de los métodos y sistemas descritos en esta memoria demostraron que se puede matar Listeria en los productos, en particular las manzanas, tratándolos con diversas combinaciones de luz UV-C, peróxido de hidrógeno, calor y ozono. En esta serie de experimentos, los resultados variaron desde una muerte de 0 log a una muerte de 6 log. Cada reducción "log" indica el alcance de la muerte por un factor de 10. Es decir, hubo una muerte de Listeria del 99 % (2 log) al 99,999 % (5 log). El sistema utilizado en estos experimentos comprende un reactor, cuyo reactor tiene una cámara de tratamiento con lámparas UV-C y/o de ozono ubicadas en su interior, así como medios para proporcionar vapor de peróxido de hidrógeno y calor a la cámara de procesamiento. Se controlan la distancia a las lámparas, la concentración de ácido, el caudal de ácido, la temperatura y el tiempo de permanencia. Los resultados positivos iniciales de laboratorio sugirieron que se justificaba un test de aplicación a escala comercial. Por consiguiente, se construyó una unidad transportadora continua para transportar manzanas a través de la cámara de procesamiento para reemplazar el diseño de la cámara sellada.
Por consiguiente, en una realización de la presente invención, se proporciona un sistema para inactivar bacterias y/o reducir el recuento microbiano en un producto alimenticio susceptible a la presencia microbiana superficial e interna, comprendiendo dicho sistema una cámara que está operativamente conectada a medios para producir y/o suministrar a los alimentos cada uno de luz UV-C, peróxido de hidrógeno, ozono y calor.
Es posible utilizar gas ozono o incluso introducir agua ozonizada que contenga peróxido. En una realización del sistema como se describe en esta memoria, el sistema comprende, además, un medio para transportar el producto a tratar, p. ej., un transportador y/o un sensor de temperatura. Un transportador continuo puede permitir que el producto alimenticio a tratar fluya continuamente a través de la cámara de procesamiento, de modo que el tratamiento pueda ser pequeño (0,45-2,27 kg/hora) (1-5 lb./hora)), mediano (2,27-227 kg/hora (5-500 lb./hora)) o a gran escala (>227 kg/hora (>500 lb./hora)). En una realización adicional, los métodos y sistemas descritos en esta memoria se pueden adaptar para eliminar plaguicidas de productos alimenticios.
En una realización, la cámara tiene capacidad para contener al menos 0,45, al menos 4,5, al menos 45 o al menos 90 kg (al menos 1, al menos 10, al menos 100 o al menos 200 lb) de producto alimenticio.
En una realización del método como se describe en esta memoria, la bacteria es Listeria. En otra realización, la bacteria es Salmonella o E. coli.
En una realización, el producto alimenticio es una fruta o una verdura. En otra realización, el producto alimenticio es manzana, melón, lechuga, champiñón, calabacín o pepino (entero o con corazón). En otra realización, el producto alimenticio es aguacate, melocotón, limón, melón, pimiento, tomate o mango. En aún otra realización, el producto alimenticio es semilla, especia, té o grano.
En una realización, la cámara de procesamiento se mantiene a una humedad predeterminada durante el tratamiento del producto alimenticio, humedad que es del 60-100 %. En otra realización, el sistema está configurado de manera que el producto tenga un tiempo de permanencia en la cámara de procesamiento de 5 segundos a 2 minutos, o más. En una realización, los parámetros del proceso del método reivindicado para inactivar bacterias en un producto alimenticio susceptible a la presencia microbiana son los siguientes:
Luz UV: la potencia total puede ser de hasta 10.000 W. Por ejemplo, las luces UV se pueden configurar de la siguiente manera: hasta 400 lámparas UV-C de 23 W que emiten a 254 nm (intervalo de longitudes de onda entre 290 nm y 100 nm); o 3 x 17 W = 51 W en total, o 4 bombillas x 46 W 2 bombillas en los lados x 34 W por bombilla = 252 W en total. Ozono: (si está presente) hasta 400 x bombillas de ozono que emiten a 174 nm (intervalo de longitudes de onda ±50 %). Aproximadamente el 95 % de la energía ultravioleta emitida por las lámparas germicidas utilizadas por los autores de la invención tiene una longitud de onda de resonancia de mercurio de 254 nanómetros. Esta longitud de onda se encuentra en la región de máxima eficacia germicida y es altamente letal para virus, bacterias, protozoos y moho. Longitudes de onda ultravioleta inferiores a 200 nanómetros son capaces de producir ozono a partir del oxígeno (O<2>) en el aire. Las lámparas de ozono utilizadas por los autores de la invención, además de emitir una salida ultravioleta germicida a una longitud de onda de 254 nanómetros, también emiten rayos productores de ozono a una longitud de onda de 185 nanómetros.
Aunque representa solo el 7 % de la producción total de energía de la lámpara, la energía de longitud de onda de 185 nanómetros tiene la capacidad única de destruir materia orgánica mediante la oxidación de la materia orgánica a gas dióxido de carbono. El alcance de la reducción microbiana depende del tamaño del purificador ultravioleta (expresado como unidades de nivel de dosificación en microvatios-segundo por centímetro cuadrado).
Distancia del producto alimenticio a los bulbos: entre 1 cm y 200 cm.
Concentración de peróxido de hidrógeno: entre 1 % y 12 % volumen/volumen de solución acuosa, preferiblemente 1 -6 %, y más preferiblemente 2-4 %.
Caudal de peróxido de hidrógeno: entre 0 y 10 litros por minuto.
Temperatura en la cámara de procesamiento: entre 22 °C y 60 °C, preferiblemente 40-55 °C, lo más preferiblemente aproximadamente 48 °C.
Tiempo de permanencia de la cámara de procesamiento: entre 5 segundos y 2 minutos.
Humedad dentro de la cámara de procesamiento: entre 60 % y 100 %.
Tamaño de la cámara de procesamiento: 30,5cm x 15,24cm x 15,24cm a 18,28 m x 9,14m x 6,9 m (1' x 6"x 6" a 60' x 30' x 20').
Opcionalmente, se puede instalar un monitor de ozono en la sala, que está programado para apagar automáticamente la cámara y encender el extractor de aire si se detecta 0,1 ppm de ozono.
Los sistemas y métodos de la presente invención son ventajosos sobre los métodos de saneamiento previamente conocidos porque son ecológicos. Específicamente, el método de la presente invención no utiliza agua, por lo que conserva agua dulce y evita la creación de efluentes químicos de agua con productos químicos desinfectantes fuertes como cloro o amoníaco. Además, el gas ozono se descompone en oxígeno, sin dejar subproductos peligrosos o nocivos.
Experimentos
Materiales y Métodos
Idoneidad de Lactobacillus fructivorans como sustituto de Listeria monocytogenes
La resistencia relativa deLactobacillusal ozono en comparación conL. monocytogenesse evaluó utilizando manzanas inoculadas colocadas dentro de una bioburbuja en la que se introdujo el gas antimicrobiano. Se encontró que el grado de inactivación deLactobacillusyL. monocytogenesmediante el tratamiento con ozono dependía del tiempo aplicado (concentración de ozono). En términos relativos no hubo diferencias significativas (P > 0,05) en las reducciones logarítmicas deL. monocytogenesen comparación conLactobacillusque recibieron la misma exposición al ozono. Por lo tanto, la cepaLactobacilluses un sustituto adecuado deL. monocytogenesque puede aplicarse en ensayos comerciales para acceder a la eficacia del tratamiento con ozono.
Bacterias utilizadas e inoculación de manzanas
La suspensión de inoculación de Listeria monocytogenes se preparó de la siguiente manera: durante todo el estudio se utilizaronListeria monocytogenesserotipo 4b (aislada de productos frescos) yLactobacillus fructivorans(aislada de vino).L. monocytogenesse cultivó en 50 ml de caldo de soja tríptico (TSB, por sus siglas en inglés) durante 24 h a 30 °C yLactobacillusse cultivó en caldo MRS a 30 °C durante 48 h. Las células se recogieron mediante centrifugación (5000 g durante 10 min) y el sedimento se resuspendió en solución salina hasta una densidad celular final de 8 log ufc/ml.
Para una serie de experimentos, se cortó una rodaja de manzana (30 g) de una fruta entera y se inoculó la superficie de la piel con 0,1 ml de cultivo de Listeria para dar una densidad celular final de 7 log ufc. Las rodajas de manzana se incubaron a 4 °C durante 16 h antes de ser tratadas con UV o UV y peróxido de hidrógeno. Después del tratamiento, se recuperó Listeria de la rodaja de manzana sumergiéndola en solución salina para obtener una relación final de 1:10 y luego se homogeneizó mediante digestión. Se preparó una serie de diluciones en solución salina y luego se sembró en placas de agar con fórmula Oxford modificada (MOX) que se incubó a 30 °C durante 48 h.
Para manzanas enteras, la fruta se inoculó sumergiéndola en suspensiones que contenían 7 log ufc/ml durante 20 min. Luego se retiraron las manzanas y se colocaron en una cámara de vacío y luego se sometieron a ciclos de 3 x 30 s para infiltrar la Listeria en el sub-superficie del corazón. Las manzanas se retiraron y se almacenaron durante la noche a 4 °C y luego se utilizaron al día siguiente. Para recuperar células de las manzanas tratadas, inicialmente se extrajo el corazón utilizando un descorazonador estéril y se colocó en una bolsa esterilizada junto con solución salina para obtener una dilución de 1:10. El corazón se homogeneizó mediante digestión durante 30 s y luego se preparó una dilución en serie en solución salina. El resto de la manzana se colocó en otra bolsa estéril que contenía 100 ml de solución salina y se liberó Listeria mediante masaje. Nuevamente, se preparó una serie de diluciones en solución salina que se sembró en agar MOx y luego se incubó a 30 °C durante 48 h.
El Reactor UV
El reactor UV incluye un dispositivo ultravioleta (Sani-Ray™- acero inoxidable, 61 cm x 22,9 cm x 12,7 cm (24" x 9" x 5"), 120 V 50/60 Hz) que comprende 4 lámparas de 23 W (medidas a 254 nm a 100 horas y 80 °C) que tenían 61 cm (24") de longitud y 15 mm de diámetro con una salida de UV de 8,5, emitiendo a 254 nm y que se mantenían a una distancia de 16 cm de la superficie del transportador. Se utilizaron lámparas UV estándar (n° de serie 05-1348) y lámparas de ozono (n° 05-1349, producción de ozono de 2,3) (2 de cada una). Se utilizó un radiómetro UVX (UVP™ calibrado a /- 5 % de acuerdo con las instrucciones del fabricante) para controlar la intensidad de las lámparas y garantizar la consistencia.
El peróxido de hidrógeno (obtenido de Sigma-Aldrich™, solución al 30 %) se preparó en concentraciones variables (2 4 % v/v) y se precalentó en un baño de agua caliente a 22 o 48 °C y luego se colocó en el depósito. de un atomizador/vaporizador. La cámara de procesamiento se precalentó con un calentador de ventilador que se apagó justo antes de colocar las manzanas inoculadas en la unidad. Las manzanas se mantuvieron en el centro de la unidad durante el período de tiempo asignado y se retiraron en el extremo opuesto. La configuración se puede ver en el esquema de la Figura 1. Con referencia a la Figura 1, las etiquetas en la figura designan los siguientes elementos:
1: Vaporizador de Peróxido de Hidrógeno.
2: Luz UV.
3: Bandeja de Manzanas.
4: Túnel calentado.
5: Transportador.
Ácido peracético
Ácido peracético (obtenido de Sigma-Aldrich™, 40 % en ácido acético: agua) se diluyó a diversas concentraciones de 20-70 ppm y se utilizó como líquido de lavado o pulverización.
Verificación del Proceso Combinado de Ozono y AOP para Controlar L. monocytogenes
Las manzanas se inocularon puntualmente (5 log<1>üUFC/manzana) en el cáliz de las manzanas con un cóctel de cinco cepas deL. monocytogenescomo se describió anteriormente. Las manzanas se transfirieron a una sala fría y se mantuvieron durante la noche antes del tratamiento. Se colocaron lotes de 13 manzanas en el reactor de ozono y se trataron durante 40 minutos. Luego, las manzanas se secaron durante 50 minutos adicionales sin ozono y luego se transfirieron directamente a la unidad AOP. El tratamiento por AOP se realizó colocando las manzanas dentro de la cámara con el cáliz mirando hacia la lámpara UV-C: Ozono. Se generó vapor de peróxido de hidrógeno a partir de una solución al 6 % v/v precalentada a 48 °C. El tratamiento se realizó durante 30 segundos, después de lo cual se insertó un palo de madera en el cáliz antes de recubrirlo con caramelo mantenido a 80 °C. Para las manzanas rojas, se añadió una capa adicional de chocolate. Luego las manzanas se almacenaron en bandejas dentro de una sala mantenida a 22 °C. Se prepararon grupos de control de manzanas al mismo tiempo que las manzanas a tratar y se almacenaron de la misma manera. Sin embargo, en lugar de ser tratadas con ozono y peróxido de hidrógeno, solo fueron expuestas al aire y al agua (a los mismos caudales y temperaturas para imitar el proceso).
Periódicamente, se transfirieron manzanas acarameladas (n = 3) para análisis microbiológico. En este caso, el corazón se extrajo utilizando un descorazonador estéril y se colocó en una bolsa estéril y luego se resuspendió en caldo de enriquecimiento One-step hasta una dilución de 1:10. El corazón se homogeneizó en un homogeneizador stomacher durante 60 segundos. La parte del palo que estaba embebida en la manzana se masajeó manualmente en el homogeneizado para liberar cualquierListeriaadherida. El resto de la manzana se sumergió en 100 ml de caldo de enriquecimiento One-step y se masajeó manualmente para liberar las capas de dulce:caramelo.
Las muestras se sembraron en medios de fórmula MOX que se incubaron a 30 °C durante 48 horas. Paralelamente, los homogeneizados se enriquecieron a 37 °C durante 24 horas y luego se sembraron en agar MOx que se incubó a 30 °C durante 48 horas. Una colonia presuntamente positiva de cada una de las placas se sometió a confirmación utilizando tiras reactivas API.
Recuperación y Enumeración de Bacterias
Lechuga
Después del tratamiento, se cortaron las cabezas de lechuga, se suspendieron en 500 ml de solución salina y se homogeneizaron durante 1 minuto; se preparó una serie de diluciones en solución salina. Para enumerar STEC, las muestras se extendieron en placas sobre agar MacConkey Sorbitol (CT-SMAC) y se incubaron medios de cultivo cromogénicos (CHROMagar) a 37 °C durante 24 horas.L. monocytogenesse sembró en placas sobre agar MOX incubado a 35 °C durante 24 - 48 horas.
Manzanas
Después de tener dificultades para recuperar patógenos de las manzanas de la misma manera que en la lechuga, se realizaron estudios de referencia con el fin de determinar el método óptimo para recuperarListeriade la superficie de las manzanas. Las manzanas se inocularon puntualmente con 100 gl deListeria[8 log UFC] y luego se dejaron adherir durante 4 horas. Luego se recuperó laListeriamediante uno de tres métodos para evaluar la eficiencia de cada uno de los métodos. Los métodos fueron los siguientes: método (1) se colocaron manzanas enteras en bolsas de plástico estériles y se suspendieron en 100 ml de solución salina y se frotaron manualmente durante 1 minuto. Para el método (2), se utilizó un pelador para retirar la piel de la manzana que luego se colocó en 50 ml de solución salina y se agitó vigorosamente durante 1 minuto. Por último, el método (3) fue el mismo que el descrito para (2), excepto que la piel se homogeneizó utilizando una batidora de laboratorio. Independientemente del método de recuperación, se preparó una serie de diluciones en solución salina y luego se sembró en placas sobre agar MOX incubado a 35 °C durante 24 - 48 horas. Los recuentos de colonias presuntamente positivas se reseñaron en log UFC.
Efecto de la Temperatura de Incubación de Listeria sobre la Unión
Para determinar si la temperatura de incubación deListeriaes importante para su unión a las manzanas, la bacteria se cultivó a 25°C (en dondeListeriaexpresaba flagelos) y a 37 °C (es decir, no expresaba flagelos). A las bacterias se les dio tiempo para adherirse a la manzana antes de retirarlas (método 1) como se describe arriba.
Análisis Estadístico
Cada uno de los experimentos se repitió al menos tres veces analizándose muestras por triplicado. Los recuentos bacterianos se transformaron en valores log<10>con diferencias entre medias realizadas utilizando ANOVA en combinación con el test de Tukey.
EXPERIMENTO 1: Tratamiento con UV:peróxido de hidrógeno
Los estudios de referencia determinaron el efecto del tiempo, la concentración de peróxido de hidrógeno (1-1,5 %) y la temperatura (22 °C a 48 °C) en la descontaminación de manzanas inoculadas conL. monocytogenes.Para aumentar la sensibilidad del ensayo y evitar efectos geométricos, se utilizaron mitades de manzana en lugar de manzanas enteras. A partir de los resultados, se encontró que los rayos UV por sí solos respaldaban una alta reducción logarítmica de Listeria en comparación con cuando se usaban en bajas concentraciones de peróxido de hidrógeno (Tabla 1). Los resultados pueden atribuirse a la inactivación directa de Listeria en ausencia de efectos de sombreado.
Con peróxido de hidrógeno solo, se observaron reducciones logarítmicas insignificantes de Listeria, aunque la eficacia podría potenciarse haciendo funcionar la unidad a 48 °C en comparación con 22 °C. Se observó un efecto más distintivo de la temperatura cuando se combinó UV con peróxido de hidrógeno (Tabla 1). En este caso, hubo reducciones logarítmicas significativamente mayores cuando la unidad funcionó a 48 °C en comparación con 22 °C. La reducción logarítmica más alta se obtuvo utilizando una concentración de peróxido de hidrógeno del 1,5 % v/v introducida en la unidad a 48 °C con un tiempo de permanencia de 30 s. Los resultados se pueden explicar por el funcionamiento del AOP en mayor medida a 48 °C que a 22 °C. A concentraciones más bajas de peróxido de hidrógeno, la menor letalidad observada se debió a la formación insuficiente de radicales a partir de la descomposición UV del H<2>O<2>. Sin embargo, la presencia de peróxido de hidrógeno fue suficiente para absorber los fotones UV, proporcionando con ello un efecto protector contra la Listeria en la superficie de la manzana.
Tabla 1: Inactivación deListeria monocytogenesen mitades de manzanas inoculadas mediante el uso de diferentes combinaciones de UV:peróxido de hidró eno.
Inactivación de Listeria monocytogenes introducida sobre y en manzanas enteras
En términos prácticos, el tratamiento de manzanas enteras es un desafío debido a la sombra causada por la forma física de la manzana, además de que Listeria está potencialmente presente dentro del sub-superficie del corazón. Debido a los efectos de sombreado antes mencionados, el uso de UV solo sería limitado. De hecho, esto se encontró en el caso actual en el que la aplicación de rayos UV a manzanas enteras inoculadas dio como resultado una reducción de < 1 log ufc de Listeria en la superficie de las manzanas y ninguna reducción promedio en los niveles del patógeno dentro del núcleo interno (-0,21 ± 0,69). Cuando se utilizó UV en combinación con peróxido de hidrógeno, la LCR de Listeria aumentó hasta 4 % v/v de H<2>O<2>más allá del cual no apoyó mayores reducciones del patógeno (Figura 2). Sin embargo, hubo una correlación entre la concentración de peróxido de hidrógeno y la reducción de Listeria introducida en el tejido del corazón de las manzanas (Figura 2). Aquí se encontró que el peróxido de hidrógeno al 6% utilizado en combinación con UV podría respaldar una reducción de 0,86 log ufc en los niveles de Listeria, lo que representa una reducción del 84% de la población original.
EXPERIMENTO 2: Eficacia de una combinación de UV, peróxido de hidrógeno y ozono para descontaminar manzanas
El ozono se generó reemplazando una de las lámparas UV-C por una que emite a 174 nm con peróxido de hidrógeno introducido a través de un vapor a 48 °C. Se encontró que durante un tiempo de tratamiento de 30 s, la reducción de Listeria en la superficie de las manzanas era significativamente mayor cuando se aplicaba UV:ozono:peróxido en comparación con el tratamiento UV:ozono. Cuando se aplicaron tiempos de tratamiento más prolongados, el grado de inactivación de Listeria en la superficie de las manzanas no fue significativamente diferente entre UV:ozono:peróxido y UV:ozono (Fig. 3). La reducción log de Listeria en la superficie de las manzanas fue independiente del tiempo de tratamiento, lo que sugiere que los supervivientes residuales se encontraban en nichos protectores.
De manera similar a la tendencia de reducciones log en la superficie de las manzanas, la inactivación del patógeno dentro del corazón fue significativamente mayor para UV:ozono:peróxido en comparación con UV:ozono a los 30 s de tratamiento (Fig. 12). Sin embargo, el grado de inactivación de Listeria por UV:ozono:peróxido no aumentó con tiempos de tratamiento prolongados. Por el contrario, la reducción log de Listeria dentro del corazón por UV:ozono aumentó con el tiempo y no fue significativamente diferente de UV:ozono:peróxido a 120 s.
Los resultados sugieren que la acción de UV:ozono:peróxido da como resultado una rápida inactivación deListeriaen comparación con cuando se aplica UV:ozono sin H<2>O<2>.
Conclusiones
El tratamiento con UV:peróxido de hidrógeno utilizando H<2>O<2>al 6 % a 48 °C durante 60 s puede reducir significativamente Listeria monocytogenes en la superficie y dentro del corazón de las manzanas. El tratamiento podría mejorarse combinando UV:peróxido con ozono.
EXPERIMENTO 3: Verificación del Proceso Combinado de Ozono y AOP para Controlar Listeria monocvtoaenes en Manzanas Acarameladas
El objetivo de este experimento es evaluar el efecto combinado de ozono y AOP (UV:peróxido de hidrógeno: Ozono) para controlarL. monocytogenesen manzanas y el destino de los supervivientes en manzanas acarameladas almacenadas a 22 °C.
Materiales v Métodos
Las manzanas se inocularon puntualmente (5 log ufc/manzana) en el cáliz de las manzanas con un cóctel de cinco cepas deL. monocytogenes.Las manzanas se transfirieron a una sala fría y se mantuvieron durante la noche antes del tratamiento. Se colocaron lotes de 13 manzanas en el reactor de ozono y se trataron durante 40 min. Luego, las manzanas se secaron durante 50 min adicionales sin ozono y luego se transfirieron directamente a la unidad de AOP. El tratamiento por AOP se realizó colocando las manzanas dentro de la cámara con el cáliz mirando hacia la lámpara UV-C:Ozono. Se generó vapor de peróxido de hidrógeno a partir de una solución al 6 % v/v precalentada a 48 °C. El tratamiento se realizó durante 30 s, después de lo cual se insertó un palo de madera en el cáliz antes de recubrirlo con caramelo mantenido a 80 °C. Para las manzanas rojas, se añadió una capa adicional de chocolate. Luego las manzanas se almacenaron en bandejas dentro de una sala mantenida a 22 °C.
Periódicamente, se transfirieron manzanas acarameladas (n = 3) para análisis microbiológico. En este caso, el corazón se extrajo utilizando un descorazonador estéril y se colocó en una bolsa estéril y luego se resuspendió en caldo de enriquecimiento One-step hasta una dilución de 1:10. El corazón se homogeneizó en un homogeneizador stomacher durante 60 s. La parte del palo que estaba embebida en la manzana se masajeó manualmente en el homogeneizado para liberar cualquierListeriaadherida. El resto de la manzana se sumergió en 100 ml de caldo de enriquecimiento One-step y se masajeó manualmente para liberar las capas de dulce:caramelo.
Las muestras se sembraron en medios de fórmula MOX que se incubaron a 30 °C durante 48 h. Paralelamente, los homogeneizados se enriquecieron a 37 °C durante 24 h y luego se sembraron en agar MOx que se incubó a 30 °C durante 48 h. Una colonia presuntamente positiva de cada una de las placas se sometió a confirmación utilizando tiras reactivas API.
Resultados
Los resultados de este experimento se muestran en la Figura 4 y las Tablas 2A y 2B que figuran a continuación. Tablas 2A y 2B:Listeria monocytogenesrecuperada de Manzanas Acarameladas durante una Vida Útil de 19 Días a 22 °C. Datos de la Figura 4.
Tabla 2A (Chocolate con caramelo - manzana roja)
Tabla 2B Caramelo - manzana verde
Los niveles deListeriaen las manzanas de control no tratadas (verdes y rojas) fueron de 5 log ufc y los números disminuyeron en 0,4 - 0,9 log ufc mediante el proceso de recubrimiento de caramelo. En manzanas de caramelo preparadas a partir de manzanas verdes no tratadas, los recuentos deListeriaal final de la vida útil de 19 días no variaron significativamente (P > 0,05) en comparación con el Día 1 (Figura 4A; Tabla 2A). Sin embargo,Listeriacon el corazón de las manzanas no tratadas aumentó después de un período de retraso de 3 días y fue significativamente (P < 0,05) mayor al final de la vida útil de 19 días (Figura 4A; Tabla 2A).
Los recuentos deListeriaen la superficie de las manzanas acarameladas, preparadas a partir de manzanas verdes no tratadas disminuyeron en aproximadamente 1 log ufc durante los 3 días iniciales de vida útil, pero luego se mantuvieron constantes durante los 16 días restantes del período de almacenamiento (Figura 4B; Tabla 2B). Los recuentos deL. monocytogenesdentro del corazón de las manzanas de caramelo almacenadas a 22 °C fluctuaron durante los 19 días de vida útil sin cambios significativos generales en los recuentos al final, en comparación con el Día 1 (Figura 4B; Tabla 2B).
No se recuperóListeriade manzanas acarameladas preparadas a partir de frutas verdes o rojas tratadas con ozono y luego con AOP (Figura 4; Tabla 2). Con respecto a las muestras de corazones, tanto para manzanas rojas como verdes, dos de las tres réplicas dieron negativo paraListeriamediante enriquecimiento después del tratamiento con ozono y AOP (Figura 4; Tabla 2). Por lo tanto, la reducción log general deListeriafue de 4-5 log ufc/manzana en el caso de ambas variedades de manzanas acarameladas.
Durante el almacenamiento,Listeriase recuperó esporádicamente de la superficie de manzanas de acarameladas preparadas a partir de manzanas rojas tratadas, pero los niveles del patógeno no aumentaron en número.Listeriadentro del corazón de las manzanas rojas se recuperó esporádicamente durante el período de almacenamiento de 19 Días sin que se observara un aumento general en las cantidades (Figura 4A; Tabla 2A). Con las manzanas verdes tratadas, los recuentos de superficie en las manzanas acarameladas aumentaron después del Día 5 de almacenamiento, alcanzando 1 log ufc/manzana al final del período de almacenamiento de 19 días (Figura 4B; Tabla 2B). Por el contrario, laListeriasuperviviente dentro del corazón de las manzanas verdes disminuyó a lo largo de la vida útil y ninguna de las muestras tomadas pasó el Día 8, dando positivo para el patógeno (Figura 4B; Tabla 2B).
Descontaminación de Cabezas de Lechuga Utilizando Intervenciones en Fase Gaseosa
El fundamento del enfoque de la investigación fue inactivar los patógenos en las cabezas de lechuga con el supuesto de que la contaminación se limitaría a la superficie. En efecto, esto reduciría la dependencia del lavado post-cosecha y también minimizaría el riesgo de diseminación de patógenos a través de la línea de procesamiento. Los dos tratamientos evaluados fueron el ozono y un tratamiento basado en el uso de una combinación de peróxido de hidrógeno y UV (AOP).
Peróxido de Hidrógeno: UV
Se colocaron cabezas de lechuga en la cámara del reactor UV y se rociaron con peróxido de hidrógeno (al 2 o 4 %) con y sin iluminación con UV-C. Como grupo de control, las manzanas inoculadas se trataron con vapor de H<2>O en lugar de H<2>O<2>. Es imposible determinar exactamente la cantidad exacta de vapor que entra en contacto con el producto debido a la naturaleza del sistema tipo transportador de productos agrícolas en donde el vapor penetra en una cámara desde arriba a medida que pasa el producto. Sin embargo, una vez finalizado el procedimiento, los ventiladores de circulación secan el producto. Aunque H<2>O<2>al 4 % es más efectivo para reducirE. co lien cabezas de lechuga enteras para tratamientos a corto plazo, el 2 % logró reducciones mayores después de 2 minutos (Figura 5). Al reemplazar H<2>O<2>por agua, como control, el tratamiento es igual de eficaz. La iluminación con UV sola apoyó las reducciones log más bajas sin aumentar la eficacia con tiempos de tratamiento > 60 segundos. Al analizar las manzanas tratadas con un ensayo de catalasa, no se detectaron residuos de peróxido de hidrógeno (nivel de detección > 10 ppm).
Ozono
El ozono aplicado en condiciones de alta humedad dio como resultado las mayores reducciones logarítmicas (poco más de 1 log UFC/g), ligeramente más que el proceso AOP en las mismas condiciones de humedad (Figura 6). En general, el tratamiento logró reducciones log mínimas.
Eficacia de una Combinación de UV, Peróxido de Hidrógeno, Ozono y Dióxido de cloro para Descontaminar Lechuga
Un tratamiento secuencial combinado de ozono, H<2>O<2>al 6 % y 50 ppm de dióxido de cloro logró una reducción de casi 4 log UFC/g (Figura 7). El proceso de tratamiento combinado (Figura 8) dio como resultado lechuga con niveles muy bajos deE. coli,que se mantuvo durante los 10 días de vida útil, en comparación con el grupo no tratado que mantuvo un nivel constante del patógeno (Figura 8).
Conclusión/Discusión
En las manzanas acarameladas preparadas a partir de manzanas que habían sido inoculadas conListeriapero no tratadas, los niveles de patógenos disminuyeron, no cambiaron significativamente o aumentaron durante el período de almacenamiento de 19 días a 22 °C. Se encontró queL. monocytogenesaumentaba en el núcleo de las manzanas rojas no tratadas alcanzando niveles de > 6 log ufc/manzana.
Utilizando una combinación de ozono y AOP fue posible lograr una reducción de 4-5 log ufc deListeria monocytogenes.Con las manzanas acarameladas preparadas a partir de manzanas rojas, los recuentos deListeriadentro del núcleo o la superficie de la manzana acaramelada no cambiaron significativamente cuando las manzanas acarameladas se mantuvieron a 22 °C durante 19 días. De manera similar, laListeriaen el corazón de las manzanas verdes tratadas disminuyó a lo largo de su vida útil. Hubo evidencia de recuperación deListeriaen la superficie de manzanas acarameladas preparadas de manzanas verdes tratadas. Sin embargo, los niveles eran bajos y solo se detectaron al enriquecer las muestras.
De los estudios realizados junto con los publicados por otros, el destino deL. monocytogenesen las manzanas acarameladas depende de varios factores. Específicamente, el mayor riesgo que planteaL. monocytogeneses que introduce en el corazón de las manzanas y no en la superficie.
El grado en queL. monocytogenescrece sobre/dentro de las manzanas acarameladas depende más de si el patógeno ha sido pre-estresado más que de la temperatura de almacenamiento. En este sentido, la aplicación de gas ozono y luego AOP conduciría a un mayor estrés enL. monocytogenes,lo que podría explicar el crecimiento restringido del patógeno en manzanas acarameladas mantenidas a temperatura ambiente.
En conclusión, mediante la implementación del tratamiento con gas ozono y AOP es posible reducir los niveles deL. monocytogenesen y dentro de las manzanas destinadas a la producción de dulces. Dado que ambas intervenciones no contienen agua, existe poco riesgo de queL. monocytogenesen crecimiento activo contamine el producto. Por lo tanto, en conjunto, la evidencia presentada indica que almacenar manzanas a 4 °C en lugar de temperatura ambiente no aporta beneficios significativos para el control deL. monocytogenes.Por consiguiente, las manzanas acarameladas preparadas como se describe se pueden almacenar a temperatura ambiente sin ningún riesgo adicional de contaminación o de favorecer el crecimiento deL. monocytogenes.
EXPERIMENTO 4: Descontaminación de Diferentes Frutas y Verduras Utilizando una Combinación de UV/Ozono/Peróxido de Hidrógeno
Este experimento se realizó para determinar la reducción del recuento log de Listeria monocytogenes introducida en diferentes tipos de productos agrícolas y tratada con una combinación de UV/ozono/peróxido de hidrógeno.
Métodos
Bacterias y condiciones de cultivo
Listeria monocytogenes(serotipos 4a, 4b, 1 /2b, 1/2a y 3a) se cultivó durante la noche en TSB a 37 °C y las células se recogieron mediante centrifugación. El sedimento se suspendió en solución salina hasta una densidad celular final de 8 log ufc/ml (DO<600>- 0,2). La suspensión celular se mantuvo a 4 °C durante hasta 12 horas antes de su uso.
La verdura y la fruta de ensayo se inocularon puntualmente en la superficie hasta la piel, alrededor de la parte superior de la fruta, con 100 pl de la bacteria de ensayo a una concentración de 8 log 10 UFC/ml. Luego, las manzanas se secaron en un armario de bioseguridad durante 20 minutos a 4 horas, antes de transferirlas a un almacenamiento a 4 °C durante un máximo de 24 horas. Para internalizar las bacterias, se añadió 1 ml de la suspensión a la hendidura del tallo y se sometió a vacío durante 1 minuto, se retiró del vacío y se dejó durante 1 minuto, antes de aspirarlo una vez más durante un minuto más.
Reactor
El reactor UV consistía en un dispositivo ultravioleta (Sani-Ray™- acero inoxidable, 61 cm x 22,9 cm x 12,7 cm (24" x 9" x 5"), 120 V 50/60 Hz) que comprende 4 lámparas de 25 W (medidas a 254 nm a 100 horas y 80 °C) que tenían 61 cm (24") de longitud y 15 mm de diámetro con una salida de UV de 8,5 y que se mantenían a una distancia de 16 cm de la superficie del transportador. Se utilizaron lámparas UV estándar (n° de serie 05-1348) y lámparas de ozono (n° 05-1349, producción de ozono de 2,3) (2 de cada una). Se utilizó un radiómetro UVX (UVP™ calibrado a /- 5 % de acuerdo con las instrucciones del fabricante) para controlar la intensidad de las lámparas y garantizar la consistencia. El peróxido de hidrógeno (obtenido de Sigma-Aldrich™, solución al 30 %) se preparó en concentraciones variables (2 4 % v/v) y se precalentó en un baño de agua caliente a 22 o 48 °C y luego se colocó en el depósito de un atomizador/vaporizador. La cámara de procesamiento se precalentó con un calentador de ventilador que se apagó justo antes de colocar las manzanas inoculadas en la unidad. Las manzanas se mantuvieron en el centro de la unidad durante el período de tiempo asignado y se retiraron en el extremo opuesto.
Resultados
Los resultados se muestran a continuación en la Tabla 3.
TABLA 3

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un método para inactivar bacterias y/o reducir el recuento microbiano en un producto alimenticio susceptible a la presencia microbiana, comprendiendo el método
hacer pasar el producto alimenticio sobre un transportador a una cámara de procesamiento/tratamiento continuo y someter el producto alimenticio a exposición a tratamientos dentro de la cámara de procesamiento/tratamiento continuo durante un tiempo de permanencia en el procesamiento a través de la cámara de procesamiento/tratamiento continuo de entre 5-120 segundos,
en el que
los tratamientos no contienen agua y comprenden luz ultravioleta C (UV-C), vapor de peróxido de hidrógeno, ozono y calor,
el vapor de peróxido de hidrógeno está presente en una solución de hasta el 12% v/v,
una temperatura del tratamiento térmico dentro de la cámara de procesamiento/tratamiento se mantiene entre aproximadamente 22 °C y 60 °C,
la cámara de procesamiento/tratamiento continuo tiene lámparas de ozono ubicadas en su interior, y
las lámparas de ozono emiten en un intervalo de longitudes de onda de 125-225 nm para producir ozono a partir del oxígeno presente en el aire.
2. El método de la reivindicación 1, en el que la bacteria es Listeria.
3. El método de la reivindicación 1 o 2, en el que el producto alimenticio es una fruta.
4. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el intervalo de longitudes de onda de la luz UV-C está entre 290 nm y 100 nm.
5. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la concentración del vapor de peróxido de hidrógeno está entre 2-6 % v/v.
6. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el caudal del vapor de peróxido de hidrógeno está entre 0 y 10 litros por minuto.
7. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la humedad dentro de la cámara de procesamiento/tratamiento se mantiene entre un 60 % y un 100 % de humedad relativa.
8. El método de la reivindicación 1, excluyendo dicho método una etapa de poner en contacto un líquido que contiene ozono con el producto alimenticio.
9. Un sistema para inactivar bacterias y/o reducir el recuento microbiano en un producto alimenticio susceptible a la presencia microbiana, comprendiendo dicho sistema una cámara de procesamiento/tratamiento y medios para transportar continuamente el producto alimenticio a través de la cámara de procesamiento/tratamiento,
i) medios para generar luz UV-C,
ii) medios para generar vapor de peróxido de hidrógeno,
iii) medios para generar ozono, y
iv) una fuente de calor
en donde
cada uno de i)-iv) está conectado operativamente a la cámara de procesamiento/tratamiento y
la cámara de procesamiento/tratamiento tiene los medios para generar ozono ubicado en la misma.
10. El sistema de la reivindicación 9, en el que los medios para generar vapor de peróxido de hidrógeno y los medios para generar ozono están separados.
11. El sistema de las reivindicaciones 9 o 10, que comprende, además, medios para mantener la humedad dentro de la cámara de procesamiento/tratamiento.
12. El sistema de las reivindicaciones 9-11, configurado de manera que la distancia del producto alimenticio a los medios para generar luz UV-C en la cámara de procesamiento/tratamiento sea de entre 1 cm y 200 cm.
13. El sistema de las reivindicaciones 9-12, que comprende lámparas que emiten una longitud de onda de entre 290 nm y 100 nm para generar UV y lámparas que emiten una longitud de onda de menos de 200 nm, de preferencia aproximadamente 185 nm, para generar ozono.
ES17907916T 2017-04-24 2017-07-06 Procedimiento oxidativo avanzado y sistema para la reducción microbiana Active ES2972502T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762489180P 2017-04-24 2017-04-24
PCT/CA2017/050818 WO2018195643A1 (en) 2017-04-24 2017-07-06 Advanced oxidative process for microbial reduction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2972502T3 true ES2972502T3 (es) 2024-06-13

Family

ID=63852165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES17907916T Active ES2972502T3 (es) 2017-04-24 2017-07-06 Procedimiento oxidativo avanzado y sistema para la reducción microbiana

Country Status (18)

Country Link
US (1) US11178890B2 (es)
EP (1) EP3468374B1 (es)
JP (1) JP2020517231A (es)
KR (1) KR20190141222A (es)
CN (1) CN109843071A (es)
AU (1) AU2017411157B2 (es)
BR (1) BR112019001309B1 (es)
CA (1) CA3030573C (es)
CL (1) CL2019000350A1 (es)
ES (1) ES2972502T3 (es)
IL (1) IL264292B2 (es)
MX (1) MX2019002707A (es)
PE (1) PE20191350A1 (es)
PL (1) PL3468374T3 (es)
PT (1) PT3468374T (es)
RS (1) RS65260B1 (es)
WO (1) WO2018195643A1 (es)
ZA (1) ZA201903384B (es)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210235728A1 (en) * 2017-12-31 2021-08-05 Purogen Laboratories, Llc Systems and methods for extending shelf lives of botanical and food products
GB2579783B (en) * 2018-12-13 2023-05-03 Westfalia Fruit International Ltd Method
CN111196619B (zh) * 2020-02-13 2020-11-03 南京大学盐城环保技术与工程研究院 一种多段式废水高级氧化处理装备及工艺
US20250082800A1 (en) * 2023-09-07 2025-03-13 CleanWorks Inc. Systems for improved bacterial and microbial reduction, equipment comprising said systems and methods of utilizing said systems and equipment to improve bacterial and microbial reduction on foods, food products, and produce
CN120523239B (zh) * 2025-07-18 2025-09-23 上海上源水务科技集团有限公司 直饮水臭氧紫外线联合消毒的智能化精准控制方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4549477A (en) * 1984-09-10 1985-10-29 Mccabe Jr Barkman C Ozone treatment system for food
US5213759A (en) 1988-05-05 1993-05-25 Elopak Systems A.G. Sterilization
GB8810603D0 (en) * 1988-05-05 1988-06-08 Elopak Systems Sterilization
US6039922A (en) * 1997-08-15 2000-03-21 Tetra Laval Holdings & Finance, Sa UV radiation and vapor-phase hydrogen peroxide sterilization packaging
FR2774264B1 (fr) 1998-02-04 2000-03-03 Air Liquide Procede et installation de traitement a l'ozone de produits alimentaires
US6120822A (en) * 1998-02-04 2000-09-19 Lynntech, Inc. Apparatus and method of food decontamination by treatment with ozone
JP2000004782A (ja) 1998-06-22 2000-01-11 Yanmar Agricult Equip Co Ltd 食材料の殺菌方法及び殺菌装置
US6066348A (en) 1998-09-23 2000-05-23 American Air Liquide Inc. Method of disinfecting a foodstuff using gaseous ozone
US7569180B2 (en) * 2004-10-12 2009-08-04 Ethicon, Inc. Sterilization system and method and orifice inlet control apparatus therefor
JP4144122B2 (ja) 1999-07-06 2008-09-03 株式会社Ihi 連結処理型滅菌バッグとその滅菌方法
US6485769B2 (en) * 2000-03-10 2002-11-26 Air Liquide Canada, Inc. Food disinfection using ozone
GB2378631B (en) * 2001-08-09 2005-06-29 Telfer Foods Ltd Method for disinfecting vegatable material
US20050244546A1 (en) * 2002-08-19 2005-11-03 Hispano Suiza De Patentes S.L. Method for extending the shelf life of perishable agricultural products and/or food
EP1622473B1 (de) * 2003-04-25 2007-11-14 Hanspeter Steffen Verfahren und technische ausfü hrung zur desinfektion und hal tbarmachung von lebensmitteln und anderen produkten mittels o3 , o2 , co2 argon, uv-c licht und ultraschall im vakuum
US7401469B2 (en) 2004-12-20 2008-07-22 General Electric Company System and method for preserving food
US20080220133A1 (en) 2007-03-05 2008-09-11 Gary Bruce Carman Food sanitation system
JP4853812B2 (ja) * 2007-05-18 2012-01-11 株式会社エミネット 青果物表皮の殺菌装置
CN101167592B (zh) * 2007-10-19 2010-06-23 海通食品集团股份有限公司 一种臭氧、紫外和纳米银涂膜对冻干食品保质的联合杀菌方法
US20100323072A1 (en) * 2009-06-19 2010-12-23 Donald Bernstein Antimicrobial treatment system and method for food processing
AR078060A1 (es) * 2009-07-14 2011-10-12 Novartis Ag Descontaminacion de superficie de contenedores previamente llenados en empaque secundario
WO2012037678A1 (en) * 2010-09-20 2012-03-29 Medizone International Inc. Process for sterilization of air spaces and surfaces using advanced oxidation stress
TR201201992A2 (tr) * 2012-02-22 2012-09-21 İlhan Kadi̇r Yaş sebze ve meyvelere nem ozon ve çeşitli kimyasalların birlikte uygulanması.
US20130251864A1 (en) 2012-03-20 2013-09-26 The Ohio State University Research Foundation Method for Treating Shell Eggs with Gas
CN104749656A (zh) 2013-12-28 2015-07-01 哈尔滨理大晟源科技开发有限公司 恶劣气象条件下的高速公路实时监测系统
WO2016094658A1 (en) 2014-12-11 2016-06-16 Microlin, Llc Devices for disinfection, deodorization, and/or sterilization of objects
CN204889204U (zh) 2015-08-27 2015-12-23 成都鑫盛农业有限公司 一种新型蔬菜保鲜柜
CN105056266B (zh) 2015-08-27 2019-06-07 江苏爱雅康舟电器科技有限公司 多功能消毒杀菌装置及其使用方法
CN205602416U (zh) 2016-05-12 2016-09-28 安徽亿海农业发展有限公司 一种智能化蔬菜保鲜配送箱

Also Published As

Publication number Publication date
MX2019002707A (es) 2019-08-01
CA3030573A1 (en) 2018-11-01
JP2020517231A (ja) 2020-06-18
EP3468374A1 (en) 2019-04-17
BR112019001309B1 (pt) 2023-03-28
US20180303133A1 (en) 2018-10-25
IL264292B2 (en) 2023-03-01
EP3468374B1 (en) 2023-12-06
EP3468374A4 (en) 2019-11-13
CL2019000350A1 (es) 2019-08-09
BR112019001309A2 (pt) 2020-02-04
IL264292A (en) 2019-02-28
PE20191350A1 (es) 2019-10-01
AU2017411157B2 (en) 2023-04-27
US11178890B2 (en) 2021-11-23
CN109843071A (zh) 2019-06-04
IL264292B (en) 2022-11-01
AU2017411157A1 (en) 2019-01-31
KR20190141222A (ko) 2019-12-23
ZA201903384B (en) 2020-09-30
RS65260B1 (sr) 2024-03-29
NZ749901A (en) 2024-08-30
WO2018195643A1 (en) 2018-11-01
PL3468374T3 (pl) 2024-06-24
PT3468374T (pt) 2024-02-28
CA3030573C (en) 2024-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2972502T3 (es) Procedimiento oxidativo avanzado y sistema para la reducción microbiana
Murray et al. Inactivation of Listeria monocytogenes on and within apples destined for caramel apple production by using sequential forced air ozone gas followed by a continuous advanced oxidative process treatment
Kim et al. Combined treatment of fumaric acid with aqueous chlorine dioxide or UV-C irradiation to inactivate Escherichia coli O157: H7, Salmonella enterica serovar Typhimurium, and Listeria monocytogenes inoculated on alfalfa and clover sprouts
Hasani et al. Inactivation of Salmonella and Listeria monocytogenes on dried fruit, pistachio nuts, cornflakes and chocolate crumb using a peracetic acid-ethanol based sanitizer or Advanced Oxidation Process
CN104272986B (zh) 一种植物成苗脱毒灭菌的方法
Gómez‐lópez Chlorine dioxide
Kaavya et al. Radical species generating technologies for decontamination of Listeria species in food: A recent review report
Seo et al. Potential of non-thermal N2 plasma-treated buffer (NPB) for inhibiting plant pathogenic bacteria and enhancing food storage
CN116869041A (zh) 姜黄素溶液辅助光照保鲜鲜切小白菜的方法
US20060019003A1 (en) Novel synergistic rapid-sanitization method
CN115606631A (zh) 叶绿素铜钠盐辅助光照保鲜鲜切小白菜的方法
US20180125084A1 (en) Forced Air Ozone Reactor for Microbial Reduction
US20080226496A1 (en) Systemic Method For Proximity Hygiene and Device With Low-Temperature Sanitizing Chamber in Particular For Food Products
Monica et al. Novel disinfectant technologies applications for the food industries
Abthiyar Effect of UV-C treatment on sanitised and unsanitised ready-to-eat leafy green vegetables, produced in New Zealand: a thesis presented in partial fulfilment of the requirements for the degree of Master of Food Technology, Massey University, Albany Campus, New Zealand
Guo Application of water-assited ultraviolet light processing on the inactivation of Salmonella on fresh produce
Kandasamy Pukazhendhi Development of a surface decontamination method based on UV-Light Emitting Diode (LED) mediated photo-oxidation of hydrogen peroxide
CN109329408A (zh) 一种结合乳酸菌发酵和联合氧化冷杀菌技术的鲜切果蔬保鲜方法
LT5567B (lt) Maisto ir su maistu susietų paviršių nukenksminimo būdas
Nida et al. Applications of Ozone in Food Processing
Kaur et al. Ozonation: Potential Applications in Oilseeds Storage
Murray Improving the microbiological safety of candy apples and shredded lettuce through applying sequential intervention steps
Gómez‐López Miscellaneous physical methods
CN105730884A (zh) 一种动物类中药材贮藏养护方法
Rehkopf Advanced Oxidation Process in Egg Sanitization