Pulsed Light Treatments for Food Preservation. A Review

Abstract

Consumers demand high-quality processed foods with minimal changes in nutritional and sensory properties. Nonthermal methods are considered to keep food quality attributes better than traditional thermal processing. Pulsed light (PL) is an emerging nonthermal technology for decontamination of food surfaces and food packages, consisting of short time high-peak pulses of broad spectrum white light. It is considered an alternative to continuous ultraviolet light treatments for solid and liquid foods. This paper provides a general review of the principles, mechanisms of microbial inactivation, and applications of PL treatments on foods. Critical process parameters that are needed to be optimized for a better efficiency of PL treatments are also discussed. PL has considerable potential to be implemented in the food industry. However, technological problems need to be solved in order to avoid food overheating as well as to achieve better penetration and treatment homogeneity. In addition, a more extensive research is needed to understand how PL affects quality food attributes.

Keywords

Pulsed light, Nonthermal technology, Microorganisms, Food Quality

رفتار پالس نور را برای حفظ مواد غذایی. بازنگری

چکیده
مصرف کنندگان مواد غذایی فراوری شده با کیفیت بالا با تغییرات جزئی در خواص غذایی و حسی تقاضا دارند. روش های غیر حرارتی برای حفظ ویژگی های کیفیت غذایی بهتر از پردازش حرارتی سنتی در نظر گرفته شده است. نور پالس (PL) تکنولوژی غیر حرارتی در حال ظهور برای ضدعفونی کردن سطوح مواد غذایی و بسته های مواد غذایی، متشکل از پالس های اوج بالا کوتاه مدت طیف گسترده ای از نور سفید می باشد. این به عنوان یک جایگزین برای رفتار مستمر نور ماوراء بنفش برای غذاهای جامد و مایع در نظر گرفته شده است. این مقاله یک بررسی کلی از اصول، مکانیسم غیر فعال کردن میکروبها، و برنامه های کاربردی از رفتار PL در غذاها فراهم می کند. پارامترهای فرایند حیاتی برای بهره وری بهتر از رفتار PL بهینه سازی مورد نیاز نیز بحث شده است. PL دارای پتانسیل قابل توجهی در صنایع غذایی اجرا شده می باشد. با این حال، مشکلات فن آوری مورد نیاز به منظور جلوگیری از گرم شدن غذا و همچنین برای رسیدن به نفوذ بهتر و همگن رفتار حل می شود. علاوه بر این، تحقیقات بیشتری برای درک چگونگی تاثیر PL ویژگی های مواد غذایی با کیفیت مورد نیاز است.

کلمات کلیدی: پالس نور، تکنولوژی های غیر حرارتی، میکروارگانیسم ها، مواد غذایی، کیفیت

مقدمه
فن آوری غیر حرارتی در فرآوری مواد غذایی به عنوان یک جایگزین مناسب برای پردازش حرارتی استفاده شده است (گررو-بلتران و باربوسا-کانوواس، 2004). به طور سنتی، اکثر غذاهای حرارتی توسط آنان را مشمول درجه حرارت بین 60 درجه سانتی گراد به مدت چند دقیقه و C° 100 برای چند ثانیه پردازش شده است. در طی این مدت، مقدار زیادی از انرژی به غذا منتقل شده است، که ممکن است منجر به واکنش های ایجاد تغییرات نامطلوب و یا محصولات شود. در طول پردازش غیر حرارتی، دمای مواد غذایی زیر که به دست آمده در رفتار های حرارتی برگزار می شود. بنابراین، ویتامین ها، مواد مغذی ضروری، و طعم دهنده انتظار می رود که تغییرات حداقل یا هیچ تغییراتی نداشته باشند.
نور پالس (PL) برای غیر فعال سازی سریع میکروارگانیسم بر روی سطوح مواد غذایی، تجهیزات و مواد بسته بندی مواد غذایی استفاده می شود. شرایط، شدت بالا طیف گسترده ای از نور پالس (رابرتز و امید 2003) و پالس نور سفید (مارکوئین و همکاران، 2003) مترادف با PL می باشد (روآن و همکاران 1999).
استفاده از لامپ های فلش بی اثر گاز تولید پالس های شدید و کوتاه از اشعه ماوراء بنفش (UV) نور برای غیر فعال کردن میکروبها در طول اواخر سال 1970 در ژاپن آغاز شده شود. در سال 1988، آزمایش های گسترده توسط شرکت فن آوری های پورپالس انجام شده است که فرایند نور پالس به نام پوربریت برای استریل کردن مواد دارویی، دستگاه های پزشکی، بسته بندی، و آب ارائه شده است. اثر این فرایند در برابر طیف گسترده ای از میکروارگانیسم ها، از جمله باکتری ها (سلول های رویشی و اسپور)، قارچ ها، ویروس ها، و تک یاخته مورد آزمایش قرار گرفت. با این حال، فن آوری های صنایع غذایی تنها در سال 1996 به تصویب رسید، زمانی که اداره غذا و دارو استفاده از فن آوری PL را برای تولید، پردازش، و دست زدن به مواد غذایی مورد تایید قرار داد.
شرح PL
PL شامل استفاده از پالس شدید از مدت زمان کوتاه و طیف گسترده ای برای اطمینان از غیر فعال کردن میکروبها در سطح یا غذاها یا مواد بسته بندی می باشد. انرژی الکترومغناطیسی که در یک خازن در طول کسری از ثانیه منتشر شده و سپس در صورت تابش نور در مدت زمان کوتاه (نانو ثانیه به میلی ثانیه) انباشته شد، و در نتیجه تقویت قدرت با حداقل مصرف انرژی اضافی می باشد (دان و همکاران 1995) . به طور معمول، تجهیزات مورد استفاده برای تولید PL است از یک یا چند واحد زنون قابل تنظیم لامپ، یک واحد قدرت، و یک رابط ولتاژ بالا که اجازه می دهد تا انتقال یک پالس الکتریکی جریان بالا تشکیل شده است. به عنوان جریان پس از عبور از اتاق گاز واحد لامپ، پشت سر هم شدید و کوتاه مدت نور ساطع می شود. نور تولید شده توسط لامپ شامل طول موج های طیف گسترده ای از UV نزدیک به مادون قرمز است. توزیع طول موج از 100 تا 1100 نانومتر است: UV (400-100 نانومتر)، نور مرئی (400-700 نانومتر) و مادون قرمز (700-1،100 نانومتر). پالس از نور استفاده شده برای برنامه های کاربردی فرآوری مواد غذایی به طور معمول منتشر می کند و در هر ثانیه 1 تا 20، چشمک می زند در یک چگالی انرژی در محدوده .01-50 J-2 سانتی متر در سطح (باربوسا-کاننواس و همکاران 1998).
سیستم های تصفیه UV عملی، به عنوان مثال برای رفتار آب اعمال می شود، به طور سنتی لامپ کم یا متوسط جیوه فشار به عنوان منبع تابش میکروب کشی استفاده می شود. لامپ جیوه فشار پایین برای ارائه تابش تک رنگ در طول موج 254 نانوتر در نظر گرفته شده است، در حالی که محدوده طول موج میکروب کشی از لامپ جیوه UV فشار متوسط بین 200 و 300 نانومتر است. تابش UV از هر دو نوع لامپ جیوه به طور مداوم منتشر می شود. نور UV به طور مداوم دارای معایب چندی، مانند عمق نفوذ ضعیف و قدرت انتشار کم است، در حالی که عقیم سازی PL عمق نفوذ نسبتا بالاتر و قدرت انتشار دارد. رفتار PL موثرتر و سریع برای غیر فعال سازی میکروارگانیسم از نور UV پیوسته است، چرا که انرژی چند برابر ضرب است (اداره غذا و دارو 2000؛ دان و همکاران 1995). انتشار قدرت از یک سیستم نور UV مستمر در بازه زمانی از 100 تا 1000 W می باشد(دمیرسی ، 2002). (مک دونالد و همکاران، 2000. مک گرگور و همکاران، 1997) با این حال، یک سیستم PL می تواند یک توزیع اوج قدرت بالا به عنوان MW 35 تولید کند. علاوه بر این، ممکن است PL درجه حرارت ساخت تا با توجه به مدت زمان کوتاه پالس و دوره های خنک کننده بین پالس و کاهش در مقایسه با نور UV مستمر باشد (کریشنامورتی و همکاران 2004).
غیر فعال کردن میکروبها توسط PL
بهره وری PL بر روی باکتری غیر فعال، قارچ ها و ویروس ها به خوبی مستند است (مک گرگور و همکاران 1997؛ روآن و همکاران 1999؛ اندرسون و همکاران، 2000؛ رابرتز و امید 2003). اثرات PL در میکروارگانیسم ها در شرایط آزمایشگاهی در جدول 1 نشان داده شده است. کریشنامورتی و همکاران (2004) به بررسی استفاده از رفتار PL برای غیر فعال سازی استافیلوکوکوس اورئوس در یک محلول بافر و همچنین در پلیت آگار-آخرینها اقدام نموده است. آنها 7 تا 8 CFU ورود ML-1 کاهش اورئوس بر روی سلولهای معلق و آگار آخرینها رفتار در 5.6 سانتی متر J-2 در هر پالس به مدت 5 بدون افزایش قابل توجهی در درجه حرارت در بر داشت. با توجه به اثر PL در قالب، گزارش شد که حدود 4.8 چرخه ورود از قارچ آسپرگیلوس نیجر غیر فعال سازی اسپور حاصل با 5 نور پالس در 1 J CM2 چشمک می زند (وخوف و همکاران 2001). رفتار PL در غیر فعال ویروس و آدنو موثر بوده است. اگر چه هر دو ویروس استعداد ابتلا به رفتار نشان داد، آدنوویروس ها مقاوم تر از پلی ویروسس به PL بودند. کاهش ورود از 4 CFU ML-1 در ویروس فلج اطفال با 10 پالس مربوط به دوز 12 میلی ژول CM-2 مشاهده شد، در حالی که به همان تعداد از پالس در حدود 1 کاهش ورود به سیستم از آدنو بود (لامونت و همکاران 2007).
غیر فعال کردن میکروبها توسط قرار گرفتن در معرض PL به اثر محتوای گسترده طیف UV و چگالی انرژی اعمال با رفتار، که به نوبه خود در رابطه با عرض پالس و بالا اوج قدرت پالس نسبت داده شده است. ترکیب طیف ساطع شده از منبع PL به طور قابل توجهی بر اثربخشی رفتار تاثیر می گذارد (مارکوئینو و همکاران 2003). قرار گرفتن در معرض طول موج های کوتاه UV بین 100 و 280 نانومتر (UV-C) در طیف گسترده ای از کاربردهای ضد میکروبی از جمله ضد عفونی آب، هوا، سطوح، مواد غذایی استفاده می شود (شاما، 1999؛بینتسیس و همکاران، 2000؛ رایت و همکاران 2000؛ کوتچما و همکاران، 2004). در پلی اتیلن ترفتالات (PET) سطح غیر فعال سازی اسپور نیجر توسط PL سه تا پنج برابر با حذف UV-C از طیف پالس نور کاهش یافته است (وخوف و همکاران 2001). منابع PL شدت UV کم بود در کاهش جمعیت میکروبی موثر نیست (اندرسون و همکاران 2000). روآن و همکاران (1999) گزارش داد که غیر فعال سازی میکروارگانیسم های مربوط به مواد غذایی مثل لیستریا، اشریشیا کولی، سالمونلا انتریتیدیس، سودوموناس آئروژینوزا، باسیلوس سرئوس، و استافیلوکوکوس اورئوس پس از 200 پالس 2 و 6 ورود CFU ML-1 با استفاده از بالا و پایین UV محتوا، بود.
وانگ و همکاران (2005) یک لامپ فلاش زنون پالس با مونوکروماتور بررسی حساسیت طول موج از کولی به غیر فعال شده توسط نور UV پالس استفاده می شود. این محققان گزارش دادند که بازده میکروب کشی در طول موج 254 نانومتر (33/0 ورود CFU ML-1 در هر MJ / CM2) به دست آمده و فلاش زنون هیچ تفاوت آشکار به داده ها با استفاده از UV منتشر مداوم لامپ کم جیوه فشار در همان طول موج نشان نمی دهد. با این حال، این محققان پیشنهاد کردند که عرض پالس کوتاه و دوزهای بالا از منبع UV پالس ممکن است برخی از مزایای عملی منابع UV مستمر در وضعیت هایی که ضد عفونی سریع مورد نیاز است را فراهم می کند. انرژی بالا تحویل به لامپ پالس شدید نور، که به طور معمول چند صد میکرو ثانیه طول می کشد را تولید می کند. این می تواند در استفاده از سطوح دوز UV کشنده که منابع UV مداوم نیاز به کار در یک دوره زمانی بسیار طولانی می شود. به عنوان آنچه با نور معمولی UV مداوم رخ می دهد، مکانیسم اصلی غیر فعال کردن میکروبها توسط PL از طریق اثر فتوشیمیایی توضیح داده می شود (وانگ و همکاران 2005)، که شامل تشکیل دیمر پیریمیدینی در DNA از باکتری ها، ویروس ها، و دیگر عوامل بیماری زا، در نتیجه جلوگیری از تکرار سلول می باشد (روآن و همکاران 1999). با این حال، حالت های اضافی غیر فعال سازی مانند گرمانوری و اثرات فتوفیزیکال پیشنهاد شده است (ویتک و همکاران، 2003؛. کریشنامورتی و همکاران 2007).
برخی از محققان اختلال سلول ها به یک اثر گرمانوری ناشی از جذب نور UV نسبت داده اند زمانی که شار، انرژی دریافت شده توسط نمونه، بیش از حد است (هایروموتا، 1984؛ وخوف، 2000 ؛ وخوف و همکاران، 2001). وخوف (2000) دمای سلول به باکتری کولی بر روی یک سطح پلیمری اندازه گیری زمانی که به PL در شرایط مختلف در معرض و متوجه شد که هیچ افزایش دما تا آستانه شار تشخیص داده نشد، و پس از آن درجه حرارت به سرعت در حال افزایش یافت تا به ارزش بالاتر از 120 درجه محاسبه شد. فاین و گروایس (2004) به تازگی با استفاده از اصطلاح «معنا آستانه سطح انرژی به شناسایی سطح شار فراتر از آن غیر فعال است به طور چشمگیری افزایش یافته است. وخوف و همکاران (2001) اسپور نیجر غیر فعال سازی بر روی یک سطح PET در مقادیر کم شار نسبت داده شده، در اطراف 1-3 سانتی متر J-2، به اثر فتوشیمیایی از نور UV-C، در حالی که سهم اقدام گرمانوری از UV-A (موج بلند، λ = 315- 400 نانومتر) و UV-B (موج متوسط، λ = 280-315 نانومتر) به نظر می رسید در مقادیر شار بالا از 5-6 سانتی متر J-2 مناسب ارائه گردد. تاکشیتا نام و همکاران (2003) مشاهده کرد که آسیب DNA در سلول های مخمر پس از رفتار نور UV مستمر کمی بالاتر بعد از رفتار PL بود. با این حال، شستشو پروتئین از سلول های مخمر بعد از تابش PL بالاتر از آن مشاهده شده تحت تابش UV مستمر هنگامی که افزایش شار بود.
پس از یک دوز از 1.4 سانتی متر J-2، گسترش واکوئل و غشای سلولی اعوجاج در مورد سلول های مخمر در معرض PL مشاهده شد. بنابراین، غیر فعال کردن میکروبها توسط PL خواهد بود و عمدتا به تغییرات ساختاری در DNA هر چند سلول می تواند پس از گرم شدن لحظه ای از اجزاء سلولی از هم پاشیده شد (ورخوف ، 2003). به گفته فاین و گروایس (2004)، این بیش از حد ممکن است باعث تبخیر و تولید یک جریان کوچک بخار به علت تخریب غشاء شود. کریشنامورتی و همکاران (2008) نیز اثرات فتوفیزیکال از PL در اورئوس در بافر فسفات رفتار به مدت 5 ثانیه، ناشی از اختلالات متناوب پالس انرژی بالا، از افزایش دما در طول رفتار قابل اغماض (2 ° C) پیشنهاد کرده بود. اورئوس آسیب دیواره سلولی، انقباض غشای سیتوپلاسمی، نشت محتوای محرک، و تجزیه لیزوزوم بر اساس میکروسکوپ الکترونی انتقال و تبدیل فوریه مشاهدات طیف سنجی مادون قرمز را به نمایش گذاشته است.
اثرات فتوشیمیایی از PL در برخی از موجودات زنده، از جمله میکروارگانیسم ها، می تواند با نور با طول موج طولانی تر، خصوصا نور مرئی، فوتوریاکتیویشن معکوس می شود (مک دونالد و همکاران 2000). فوتوریاکتیویشن در سلول های فلش پس از رفتار PL (گومز-لوپز و همکاران 2005)، میزان این فوتوریاکتیویشن پس از رفتار PL آهسته تر پس از رفتار UV مستمر مشهود بود (اوتاکی و همکاران، 2003). در واقع، برخی از محققان برای جلوگیری از فوتوریاکتیویشن بعد از رفتار PL کاغذ بسته بندی پتری دیش در فویل آلومینیوم احتیاط کرده اند (مک گرگور و همکاران 1997؛ روآن و همکاران 1999؛ اندرسون و همکاران، 2000).
میکروارگانیسم ها نشان داده اند در حساسیت خود به PL متفاوت هستند. باکتری های گرام مثبت، مانند باسیلوس سرئوس، نشان داده اند که نسبت به اثرات PL باکتری های گرام منفی مانند سالمونلا و کولی بیشتر مقاوم اند (اندرسون و همکاران 2000). این محققان پیشنهاد کرده اند که تغییرات در حساسیت PL توسط میکروارگانیسم ها ممکن است به تفاوت در ترکیب دیواره سلولی باکتریایی و همچنین مربوط به علت مکانیسم های حفاظتی و تعمیر خود آسیب رساند. اسپور قارچ، اسپور نیجر و قارچ فئوساریوم کواموروم، برای نشان دادن یک مقاومت بیشتر به رفتار PL در مقایسه با باکتری مورد آزمایش مانند اشرشیا کلی، سالمونلا، و یا باسیلوس سرئوس نشان داده اند (اندرسون و همکاران، 2000).
به گفته این محققان، میزان مقاومت اسپور قارچ نیجر را می توان به حضور رنگدانه تیره محافظ در لایه های دیوار که به صورت اسپور احاطه نسبت داد.اسکن جذب عصاره رنگدانه از قارچ در محدوده 240-480 نانومتر نشان داد که رنگدانه از آسپور نیجر جذب به شدت در محدوده UV می باشد. این ویژگی جذب UV به نظر می رسد نقش مهمی در مکانیزم دفاع این ارگانیسم در برابر اثرات زیان PL بازی کند. از سوی دیگر، تورتوی و نیکولا (2007) معتقد بود که رنگ تیره فیالوسپورس تولید شده توسط نیجر (سیاه و سفید) و آسپرژیلوس کینامومئس (قهوه ای) می تواند انرژی نور بیشتری را جذب کند و در نتیجه، سریع تر با PL از کسانی که از ریپنز آسپرژیلوس (سبز) نابود شود. این محققان همچنین گزارش دادند که بلاستوسپور تولید شده توسط اسپور کلادوسپوریوم به هرباروم به راحتی غیرفعال سازی (0.795 J CM-2) از اسپور دیابلو توسط آسپرگیلی (81-0.927 J CM-2) تولید شده است.
ترکیبی از رفتار PL برای 120 و تابش UV مستمر در دوزهای 0.10 J CM-2 اثر هم افزایی در غیر فعال سازی کنیدیوم از کپک خاکستری و فراکتیجنیا مونیلیا بود. تفاوت بین هر دو قارچ به موجب حساسیت بیشتر فراکتیجنیا کنیدیوم به نور UV نسبت داده شد. دوز UV مداوم از 0.10 سانتی متر J-2 باعث غیر فعال سازی تقریبا کامل از فراکتیجنیا کنیدیوم، به طوری که غیر فعال سازی اضافی توسط PL نمی تواند اندازه گیری شود (مارکوئینو و همکاران ، 2003). این مطالعه همچنین اثر هم افزایی ترکیبی حرارتی (C ° 35-45برای 15-3 دقیقه) و رفتار PL را نشان داد، اگر چه غیر فعال سازی کامل از کنیدیوم مشاهده نشد. به گفته این محققان، عملیات حرارتی احتمالا می تواند مهار مکانیسم های تعمیر DNA پس از آسیب های ناشی از رفتار گرفتن در معرض نور، در نتیجه بهبود اثربخشی رفتار PL می باشد.
فرآیند عوامل مهم
هنگام طراحی یک رفتار PL برای مواد غذایی، تعداد پالس، فاصله از منبع نور، و ضخامت محصول پارامترهای مهم برای بهینه سازی فرایند، به منظور به حداکثر رساندن اثر در برابر میکروارگانیسم ها و به حداقل رساندن تغییرات محصول می باشد. تغییرات در ویژگی های مواد غذایی را می توان به آسیب حرارتی ناشی از استفاده از فلئونسیس بالا نسبت داد. به طور کلی، افزایش دما از محصولات در معرض PL با توجه به مدت زمان کوتاه پالس بسیار پایین تر است و محلی در لایه سطحی نازک تر از رفتار نور UV مستمر است. دان و همکاران (1989) نشان دادند که در نمونه دلمه بسته به رول نان بیات تحت رفتار با پالس از 16 سانتی متر J-2، افزایش درجه حرارت سطح قابل اغماض در هنگام استفاده از پالس 1 و حدود C°5 در هنگام استفاده از 2 پالس بود. با این حال، زمانی که شدت نور و طول مدت رفتار نسبتا بالا است، افزایش درجه حرارت محصول ممکن است بیشتر از مطلوب، باعث سوزاندن لایه های سطحی مواد غذایی است.
این توسط هیلگاس و دمیرسی(2003) که نمونه عسل شبدر با تعداد زیادی از 5.6 سانتی متر J-2 پالس از 20 تا تا C ° 100-80 رفتار و سطح افزایش دمای نمونه هنگامی که به بیش از 50- در معرض تایید شد 100 پالس مشاهده شده است. بدون یک سیستم خنک کننده کارآمد گنجانیده شده در تجهیزات، رفتار PL برای رفتار طولانی به طور جدی می تواند کیفیت سازش را به دلیل افزایش دمای بیش از حد نشان دهد (علم ناصر و همکاران 2007).
بروز انرژی توسط فاصله از منبع نور به نمونه تحت تاثیر قرار می گیرد. دیگر فاصله بین نمونه و لامپ، پایین تر از مرگ از روند فاصله وضوح اثر غیر فعال سازی PL تاثیر می گذارد (گومز-لوپز و همکاران 2005.). شارما و دمیرسی (2003) و ژوئن و همکاران (2003) یک مدل رگرسیون درجه دوم با استفاده از یک روش پاسخ سطحی به مدل اثر فاصله از بارق UV در سطح غیر فعال کردن میکروبها ارائه کرده است. موقعیت و جهت گیری چراغ در یک واحد صنعتی ضدعفونی نیز می تواند به بروز انرژی در محصول تاثیر گذارد. گومز-لوپز و همکاران (2005) نشان دادند که یک گروه از قطعات مواد غذایی بسیار نزدیک به لامپ شد موثر پاکسازی قرار دهد.
بهره وری PL نشان داده است که اندازه تلقیح رفتار سطوح اعمال شده را تحت تاثیر قرار می دهد (اوسئگی و همکاران 2007). گومز-لوپز و همکاران (2005) مشاهده کردند کاهش قوی در بازده غیر فعال سازی زمانی که تعداد زیاد از لیستریا مونوسیتوژنز در سطح محیط کشت آگار رسیده شد. میکروارگانیسم های قرار داده شده در لایه های بالایی تبدیل خواهد شد و غیر فعال سازی است، اما آنها را به بقیه از نور سایه می اندازد. در مورد مواد غذایی، ضد عفونی جزئی را می توان با توجه به اثرات محافظ از منابع PL منسجم مشاهده شده است. میکروارگانیسم ها ممکن است در شکاف یا در بی نظمی (آسیب) از سطح مواد غذایی ساکن باشد و یا ممکن است تحت اپیدرم نفوذ محصول که منجر به کاهش بهره وری از رفتار و نیاز به قرار گرفتن در معرض بزرگتر PL باشد (لاگئوناس- سان و همکاران، 2006). بهینه سازی و فرانک (1999) مورد استفاده قرار اسکن میکروسکوپ الکترونی کانفوکال به مشاهده که زنده باکتری کولی 0157: H7 سلول قادر به سطح، کرک، و برگ روزنه متصل شده و در روزنه برش کاهو جمع می شوند. آنها مشاهده کردند که باکتری کولی زنده 0157: H7 قادر به نفوذ به لبه برگ برش تا عمق 20 میکرومتر می باشند. برای بهره وری حداکثر ضد عفونی، لاگوناس- سان و همکاران (2006) پرتو تابش چند و حرکت تصادفی از محصولات را برای نمایشگاه سطح یکنواخت پیشنهاد کرده است.
اثر ضخامت محصول در غیر فعال کردن میکروبها PL-ناشی از هیلگاس و دمیرسی(2003) مورد مطالعه قرار گرفت. آنها نشان دادند که رفتار PL 135 پالس 5.6 J CM-2 موجب کاهش 39.5٪ از اسپوروجنس کلستریدیوم در ضخامت نمونه عسل شبدر 2 میلی متر، در حالی که هیچ تاثیری در نمونه 8 میلی متر بود. استفاده از 405 پالس در 5.6 سانتی متر J-2 منجر به 73.9٪ کاهش در نمونه نازک تر و 14.2 درصد کاهش در آنهایی که ضخیم ترند می شود. در این نمونه دوم، حداقل 540 پالس برای رسیدن به تقریبا 1 کاهش ورود به سیستم از اسپوروجنس لازم بود. نتایج مشابهی در شیر توسط تونون و آگولون (2003) به دست آمد. در نمونه تحت رفتار با پالس 4 از 6 سانتی متر-2 J، جمعیت باکتریایی اولیه به 28٪ در عمق 1 میلیمتر و 43٪ در عمق 2 میلی متر کاهش یافته بود، در حالی که هیچ کاهش باکتریایی در عمق بیشتر از 4 میلی متر مشاهده نشد .
علاوه بر این، هر محصول غذایی، مایع یا جامد، ترکیب خود و اثر رفتار PL را تعیین می کند. ترکیبات غذایی خاص می تواند طول موج جذب موثر و کاهش بهره وری از رفتار باشد. رفتار PL در غیر فعال سازی لیستریا مونوسیتوژنز، فسفوریوم و لامبیکادر غذاهای پروتئین دار یا روغنی موثر نباشد، در حالی که غذاهای سرشار از کربوهیدرات مانند میوه ها و سبزیجات برای این رفتار به نظر مناسب تر می باشد(گومز-لوپز و همکاران، 2005). این محققان مشاهده کردند که اثر ضد عفونی رفتار PL در حدود 1.5 سانتی متر CFU ورود-2 برای لامبیکا کاملا در حضور 10٪ روغن و یا 10٪ کازئین کاهش یافت. بخشی از PL می تواند توسط پروتئین و روغن جذب شود، دوز اشعه موثر بر میکروارگانیسم ها را کاهش دهد (گومز- لوپز و همکاران ، 2005).
اثر PL در محصولات غذایی
جدول 2 نتایج مربوطه را با توجه به غیر فعال کردن میکروبها توسط رفتار PL در غذاها، نوشیدنی ها، مواد بسته بندی، و سطوح در تماس با مواد غذایی به طور خلاصه نشان داده است.
مواد غذایی مایع
بسیاری از مایعات، مانند آب، دارای درجه بالایی از شفافیت به طیف گسترده ای از طول موج از جمله نور مرئی و UV، در حالی که دیگر مایعات، مانند راه حل های شکر و آب گوجه فرنگی، نمایش شفافیت محدود تر هستند. افزایش مقدار مواد جامد شدت نفوذ اشعه UV را کاهش خواهد داد (بینتسیس و همکاران، 2000. شاما ، 1999). در یک محلول آبی، پایین تر از شفافیت، رفتار PL کمتر موثر است (تونون و آگولون، 2003). مایعات با جذب UV بالا باید به عنوان یک لایه نازک به منظور کاهش جذب اشعه در مایع رفتار می شود (رایت و همکاران، 2000). در این روش، جذب UV توسط مایع کم است و باکتری ها به احتمال بیشتری برای دوز کشنده قرار می گیرند (شاما ، 1992). جذب آب و آب میوه های حاوی پالپ تازه روشن، بطور قابل توجهی متفاوت هستند. آب سیب روشن است جذب پایین، با ضرایب جذب حدود 11 سانتی متر-1، در حالی که جذب آب پرتقال می تواند مقادیر نزدیک به 50 سانتی متر-1 دست یابد (کوتچما و همکاران 2004). علاوه بر این، همبستگی مثبت بین میزان ویتامین C و ضریب جذب آب سیب روشن مشاهده می شود (کوتچما ، 2008).
شیر موثر سرد توسط قرار گرفتن در معرض PL با دوز حداقل 12.6 سانتی متر J-2 تحویل در 56 ثانیه پاستوریزه بود (اسمیت و همکاران 2002). غیر فعال کامل از استاف اورئوس، در هنگام پردازش شیر در یک سیستم پیوسته با استفاده از PL به دست آمد (کریشنامورتی و همکاران 2007). این محققان نتیجه گرفتند که یک طراحی مناسب از یک سیستم PL مداوم شیر پاستوریزه جریان نیاز به رفتار برای جلوگیری از کاهش افزایش بیش از حد درجه حرارت، که ممکن است برخی از تغییرات در کیفیت شیر می شود. کیفیت و حسی تغییرات در طول رفتار PL گسترده شده اند مورد مطالعه قرار نگرفته است. در مقایسه با نور UV به طور مداوم، PL طور موثر می تواند 300 NS تا 1 میلی ثانیه (زیبا و گروایس 2004) محدود واکنش اکسیداتیو به دلیل مدت زمان پالس کوتاه، به طور معمول. رفتار PL به نظر می رسد تحت تاثیر قرار پروتئین یا چربی اجزای شیر نیست. علم ناصر و همکاران. (2008) بود تغییر در ترکیب اسید آمینه پروتئین و اکسیداسیون چربی شیر پس از رفتار مشاهده نشد.
رفتار PL برای عقیم سازی سطوح از رسانه های مایع موثرتر است. اثر PL (6-5 سانتی متر J-2 در هر پالس) برای غیر فعال استافیلوکوک طلایی در آگار یا مایع رسانه های کریشنامورتی و همکاران مورد بررسی قرار گرفت. (2004). آنها پس از یک 1-S رفتار مشاهده 5.0 و 1.35 کاهش ورود در سلول آگار آخرینها ها و سلول به حالت تعلیق در آمد. به عنوان عمق نمونه از سلول به حالت تعلیق را افزایش می دهد، سطح فعال شدن اورئوس S. به دلیل ظرفیت نفوذ ضعیف PL کاهش می یابد. اثر PL در غیر فعال سازی سلول های معلق در رسانه های مایع را می توان با به حداقل رساندن عمق نمونه، کاهش فاصله از نمونه و / یا افزایش زمان رفتار افزایش یافته است. نیاز به بهینه سازی پارامترهای تجربی برای رسیدن به سطح غیر فعال هدف برای کاربردهای خاص وجود دارد. مطالعات انجام شده توسط اوسگی و همکاران(2007) انجام شده است. نشان داد که PL قادر به عرضه در همان سطح از کاهش میکروبی در مایعات روشن، صرف نظر از سطح آلودگی است. به گفته این محققان، مدل وایبل کافی به دقت پیش بینی غیر فعال کردن میکروبها در مایعات روشن است، اما آن را برای محصولات که در آن تاثیر خواص مختلف بر روی بستر غیر فعال قابل توجه است نتواند.

   جهت خرید فایل تماس بگیرید 
09375520909 - شبستری
shabestari716@gmail.com