Иновациите и технологиите позволяват на човешкото население да расте в голям брой и са увеличили дълголетието си. Фермите са станали по-индустриализирани и се използват много методи за консервиране, за да се запази храната и да се предотврати разваляне при транспортиране на дълги разстояния. В началото на 20-ти век техники като пастьоризиране, консервиране и вакуумно запечатване са били използвани за удължаване живота на хранителните продукти, докато стигнат до местоназначението си. Тези методи за консервиране обаче имат определени недостатъци и насърчават болести, пренасяни с храни, причинени от микробни замърсители, съдържащи широк спектър от бактериални, гъбични, паразитни и вирусни агенти.

влагата

Хранителни заболявания

Днес се следват строги държавни стандарти и се извършват непрекъснати микробни тестове, за да се гарантира безопасността на храните. Тези тестове включват анализи, свързани с ензими, различни форми на микроскопия (или спектроскопия), селективно култивиране на среда и PCR (или генетични) скрининг на проби от храна, преди да бъдат пуснати на пазара. Въпреки тези различни тестове за откриване, хранителните заболявания продължават да представляват риск за общественото здраве.

Освен вирусите, хранителните микробни агенти споделят общ жизнен процес; ядат, растат и създават отпадъци. Въпреки че всички живи същества правят това, използвайки процес, известен като дишане, има някои микроби, които могат да направят това при липса на кислород, известно като анаеробно дишане. При аеробно дишане енергията се освобождава от сложни органични молекули в присъствието на кислород. Когато този процес се случи, водните пари и въглеродният диоксид се получават като странични продукти и организмът губи тегло или маса.

Използвайки загубата на маса, която изпитват всички форми на живот по време на дишането, хипотетично е възможно да се определи биоактивността под формата на загуба на тегло. Тъй като повечето човешки патогени показват оптимална температура на растеж при 37 ° C, възможно е да се инкубира заразена проба храна при тази температура и да се изчисли скоростта на загуба. Това може да се направи с помощта на традиционни инкубационни техники, при които пробата се претегля редовно, така че да се проследи степента на загуба в сравнение със стерилна контролна проба, но без замърсяване.

Експериментална рамка

За да се тества тази теория, за поддържане на пробите при контролирана влажност е използван анализатор на влага със загуба при сушене като Computrac MAX 4000XL, оборудван с въздушна помпа за влажност. Този анализатор поддържа постоянна температура, дава възможност за изтегляне на графики и данни и предлага прецизни показания за отслабване за продължителен период от време.

За моделен организъм Arizona Instrument LLC избра обикновен хлебен дрожд, Saccharomyces cerevisiae. Често използван като втасващ агент в хляб и сладкиши, S. cerevisiae е бързо растяща едноклетъчна мая, която е безвредна по природа. В това проучване е използван in vitro подход за демонстриране на доказателство за концепция чрез определяне на загубата на тегло върху картофени декстрозни агарни плочи, инокулирани от дрожди и по-късно тестване на „истинския“ нарязан хляб с помощта на подобни техники.

Резултатът от този експеримент ще разкрие нов метод за загуба при изсушаване за измерване на биоактивността. Този подход допълнително ще подобри осигуряването на качеството на безопасността на храните в хранително-вкусовата промишленост, които желаят да разширят обхвата си на микробни тестове. Тъй като Baker’s Yeast е била използвана в този експеримент, тази техника може да се окаже полезна при определяне на осъществимостта на някои дрождни култури за хляб и пивоварни производства, където конвенционалните методи, управлявани от спектроскопия, могат да разкрият само плътността на популацията на дрождите, но не и капацитета им за емисии на въглерод.

Методи - Приготвяне на среда и култивиране на дрожди

Картофено декстрозен агар

Картофено-декстрозен агар (PDA) е полутвърда среда, използвана за отглеждане на гъбички в лабораторията. Агар е екстракт от морски водорасли и съдържа целулоза вместо протеини. Трябва да се отбележи, че агарът не се консумира, когато върху него се отглеждат микроби, а само скелето задържа смесения в него течен бульон.

Картофено бульон декстроза

Картофено бульон декстроза (PDB) се произвежда чрез задушаване на картофи и добавяне на декстроза, за да се получи хранителен бульон, който може да се консумира от гъбички, включително S. cerevisiae. Този течен бульон е течна култура, в която могат да растат едноклетъчни дрожди.

Агарови чинии

За това проучване бяха използвани алуминиеви плаки с дълбоки ямки и стерилизирани при 121 ° С за около 30 минути. След това, разтопената PDA смес от фурната се оставя да се охлади в рамките на 500mL Erlenmeyer колба, докато достигне

50 ° С. При тази температура,

30 ml разтопен PDA се изсипва в стерилните празни чинии в стерилна качулка, като всяка плоча се покрива с топлинно стерилизиран алуминиев „капак“, за да се предотврати замърсяването. След като PDA се втвърди, плочите и капаците бяха затворени с ленти Parafilm, за да се предотврати загубата на влага и се съхраняват в хладилник, настроен на 4 ° C.

Течна култура на S. Cerevisiae

3.5g лиофилизирана мая и 100mL PDB се добавят към чаша 500mL и се смесват със стерилен контур. След разбъркване на културата в продължение на 2 часа, тя се съхранява в хладилник, настроен на 4 ° C за последващо култивиране на клетки.

Инокулация на PDA плочи със S. Cerevisiae

След създаването на силна култура от дрожди, пламен контур се потапя в течната култура и се разпределя равномерно върху всяка плоча. На всяка плоча бяха използвани три „контурни запълвания“ за доставяне на адекватно количество мая. След това всички инокулирани плочи бяха поставени с главата надолу, за да се предотврати кондензация от капака (Фигура 1).

Фигура 1. Инокулиране на филийки хляб със S. Cerevisiae.

Филийките хляб се съхраняват в хладилник, настроен на 4 ° C и след това се изваждат един час преди експеримента, така че целият хляб се затопля до стайна температура. За контрола филийка хляб се поставя върху вафлена тава и пет капки стерилен PDB се поставя върху филийката хляб (Фигура 2). За експеримента се извършва същото поставяне на капка върху филия хляб, но с еднородна смес от течна дрождова култура, държана в PDB.

Фигура 2. Капки стерилен PDB, поставени върху филийката хляб.

Програмиране и процедура на Computrac MAX 4000XL

Програмиране

Свързани истории

За да се проследи загубата на тегло в реално време, трябваше да се комбинират дванадесет 2-часови теста, за да се даде точна и непрекъсната демонстрация на загуба на тегло за период от 24 часа. Тъй като S. cerevisae не е истински човешки патоген, 37 ° C е прекалено топло за оптимален растеж на дрожди и следователно настройката на температурата е намалена до 30 ° C. Анализаторът на влага служи като инкубатор за отглеждане на дрожди при оптимална температура и помага за определяне на загубата на тегло за определен период от време.

Тъй като всеки тест автоматично ще отчете като индивидуален резултат „% влага“, беше създадено персонализирано уравнение за проследяване на целия процент на загуба на тегло. Първата 2-часова връзка не се нуждае от това персонализирано уравнение; следващите връзки обаче ще се нуждаят от него, за да дадат точен показател за отслабване в реално време.

МАКС 4000XL Тестване

Всеки тест беше иницииран, когато на първата връзка от 12 свързани серии беше позволено да достигне 30 ° C. Веднага след като температурата е постигната, уредът окъсва тигана и подканва анализатора да добави пробата в рамките на определения прозорец на пробата, т.е. 10 до 40g. За пробите от PDA тиганите бяха разкрити и обърнати върху тавата за вафли на 4KXL. Промяната в теглото на пробата, която беше в рамките на допустимите граници на теглото, беше призната от инструмента. След като капакът беше затворен, тестът продължи 24 часа. Фигура 3 показва овлажнения MAX 4000XL, свързан с тръби Tygon.

Фигура 3. MAX 4000XL, свързани с тръби Tygon.

Анализ на данни

Данните се съхраняват на анализатора MAX 4000XL и едновременно се докладват на мрежата. Уредът отчита теглото и скоростта на пробата всеки

30 секунди. Въпреки това, в случай че започне нов тест, анализаторът не разпознава незабавно, че това е тест за връзка и следователно% скорост и загуба на тегло намаляват обратно до нула.

Фигура 4. PDS загуба на тегло (+/- Std. Dev.)

Фигура 5. Отслабване на хляб (+/- Std. Dev.)

Графиките (фигури 4 и 5) са изготвени с помощта на графика „Scatter Plot“ в Excel, като е взета усреднената „обща% загуба на тегло“ от три отделни пробега и са нанесени по време (в часове). Наблюдаваните четири зависими променливи бяха: PDA (не инокулиран) - контрол; PDA с инокулация на дрожди; филия хляб с 5 капки стерилен PDB - контрол; и 4) филия хляб с 5 капки течна култура.

Лентите за грешки, обозначени във всяка графика, съвпадат със стандартното отклонение, взето на двучасов интервал между трите пробега на всяка променлива.

Резултати и дискусия

Първият въпрос в този анализ беше да подкрепи хипотезата, че биоактивността може да се определи чрез загуба на тегло. Разбираемо е, че всеки хранителен продукт, поставен в камерата, би отслабнал само от изпаряване. Следователно е необходима изходна крива на изпарение за PDA плочите, особено направена като оптимална среда за S. cerevisiae. „Синята“ линия на графиката съответства на три отделни PDA плочи без никакви S. cerivisae.

След като се измери базовата скорост на изпарение, т.е. промяната в общия% загуба на тегло, се прогнозира, че ако живият организъм консумира декстрозата в средата, ще се създадат водни пари и въглероден диоксид и агаровата плочка ще започне да отслабва при по-бърза скорост в сравнение с контролната плоча. Въпреки че водните пари или въглеродният диоксид може да не допринесат за тази загуба, все пак може да се докаже, че е настъпила значителна загуба на тегло при

8 часа в инкубацията в сравнение с контролата.

Заключение

Използването на инкубационни анализи за определяне на наличието на микробен растеж върху хранителни продукти не е нов метод за скрининг на безопасността на храните. В действителност, методите на спектроскопия и селективното култивиране на среда често зависят от нарастващи потенциални форми на замърсяване в голям брой, така че да бъдат открити или видимо възприети чрез светлинна спектроскопия. Използването на загуба на тегло обаче за определяне на микробното замърсяване на храните е иновативна техника, която изисква базова крива на изпаряване на всеки изследван продукт и елиминира използването на специализирани съдове или скъпи селективни среди за оптична плътност.

Тази информация е получена, прегледана и адаптирана от материали, предоставени от AMETEK Brookfield Arizona

За повече информация относно този източник, моля, посетете AMETEK Brookfield Arizona

Цитати

Моля, използвайте един от следните формати, за да цитирате тази статия във вашето есе, доклад или доклад:

AMETEK Brookfield Аризона. (2019, 20 август). Използването на анализ на влагата при загуба при сушене за откриване и измерване на микробния растеж върху хранителни продукти. AZoM. Получено на 09 декември 2020 г. от https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=11051.

AMETEK Brookfield Аризона. „Използването на анализ на влагата при загуба при сушене за откриване и измерване на микробния растеж върху хранителни продукти“. AZoM. 09 декември 2020 г. .

AMETEK Brookfield Аризона. „Използването на анализ на влагата при загуба при сушене за откриване и измерване на микробния растеж върху хранителни продукти“. AZoM. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=11051. (достъп до 09 декември 2020 г.).

AMETEK Brookfield Аризона. 2019. Използването на анализ на влагата при загуба при изсъхване за откриване и измерване на микробния растеж върху хранителни продукти. AZoM, разглеждан на 09 декември 2020 г., https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=11051.

  • Новини
  • Статии
  • Оборудване
  • Книги
  • Видеоклипове
  • Експерти
  • Софтуер
  • Списания
  • Пазарни доклади
  • Уебинари
  • Курсове
  • Събития
  • Магазин за метали
  • Материали
  • Приложения
  • Отрасли
  • AZoJomo
  • Директория
  • Екипът
  • Търсене
  • Станете член
  • Бюлетини
  • относно
  • Контакт
  • Помощ/често задавани въпроси
  • Рекламирайте
  • Правила и условия
  • Политика за поверителност и бисквитки

AZoM.com - сайт на AZoNetwork