Ηλεκτρολυτικό Νερό & Διαλύματα και η Εφαρμογή τους στη Βιομηχανία των Τροφίμων
Το Ηλεκτρολυτικό Νερό (ΗΝ) γίνεται δημοφιλές ως απολυμαντικό στις βιομηχανίες των τροφίμων πολλών χωρών. Με την ηλεκτρόλυση, ένα αραιωμένο διάλυμα Χλωριούχου Νατρίου διαχωρίζεται σε όξινο ηλεκτρολυτικό νερό, ΟΗΝ (Ανολύτης), το οποίο έχει τιμές pH 2 με 3, Οξειδοαναγωγικό Δυναμικό των 1,100 mV, ενεργό περιεχόμενο χλωρίνης 10 με 90 ppm και σε αλκαλικό ηλεκτρολυτικό νερό, ΑΗΝ (Καθολύτης), το οποίο έχει τιμές pH 10 με 13 και Οξειδοαναγωγικό Δυναμικό της τάξεως των 800 με 900 mV. Τα μη ενεργά κύτταρα από διάφορα βακτήρια μειώθηκαν γενικά κατά 6.0 log CFU/ml όταν χρησιμοποιήθηκε ΟΗΝ (Ανολύτης)…
Ο καθαρισμός και η απολύμανση είναι σημαντικά στοιχεία των πρακτικών υγιεινής σε ένα εργοστάσιο επεξεργασίας τροφίμων. Τα κοινά τυπικοί απολυμαντικά που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία τροφίμων περιλαμβάνουν ενώσεις χλωρίου, οργανικά οξέα, φωσφορικό τρινάτριο, ιωδοφόρα και ενώσεις τεταρτοταγούς αμμωνίου. Οι ενώσεις χλωρίου είναι συχνά οι πιο αποδοτικές, αν και ενδέχεται να είναι πιο ερεθιστικές και διαβρωτικές από τις εναλλακτικές επιλογές όπως το ιώδιο και οι ενώσεις τεταρτοταγούς αμμωνίου. Επίσης χρησιμοποιούνται και διάφορες χημικές ουσίες για την απολύμανση συγκεκριμένων τροφίμων.
Στις Ηνωμένες Πολιτείες, έχουν εγκριθεί απολυμαντικές αγωγές με συγκεκριμένα αντιμικροβιακά για κουφάρια ζώων, αλλά προς το παρόν τέτοιες αγωγές δεν επιτρέπονται στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Κάποιες από αυτές τις διαδικασίες κρίθηκαν απαράδεκτες, λόγω χημικών καταλοίπων, υψηλού κόστους, περιορισμένης αποδοτικότητας ή αποχρωματοποίησης των προϊόντων.
Αυτή τη στιγμή, το ηλεκτρολυτικό νερό (ΗΝ) γίνεται ολοένα και πιο δημοφιλές ως απολυμαντικό στη βιομηχανία τροφίμων, επειδή μειώνει ή εξουδετερώνει βακτηριακούς πληθυσμούς σε τρόφιμα, επιφάνειες επεξεργασίας τροφίμων αλλά και σε επιφάνειες που δεν έρχονται σε επαφή με τρόφιμα.
Στην Ιαπωνία, το Υπουργείο Υγείας, Εργασίας και Ευημερίας ενέκρινε το ΗΝ ως πρόσθετο τροφίμων. Οι γεννήτριες ΗΝ επίσης εγκρίθηκαν για χρήση στη βιομηχανία τροφίμων, από την Υπηρεσία Περιβαλλοντικής Προστασίας των Η.Π.Α. . Ο σκοπός αυτής της ανάλυσης, είναι η παροχή μιας γενικής επισκόπησης θεμάτων που αφορούν το ΗΝ, την αντιμικροβιακή του δραστηριότητα και τις εφαρμογές του στη βιομηχανία σίτισης.
ΕΝΝΟΙΑ ΤΟΥ ΗΝ
Ιστορία: Η ιδέα του Ηλεκτρολυτικού Νερού (ΗΝ) αναπτύχθηκε αρχικά στη Ρωσία, όπου και χρησιμοποιούνταν για την απολύμανση του νερού, την αναγέννηση του νερού και για απολύμανση σε ιατρικές εγκαταστάσεις. Από τη δεκαετία του ‘80, το ΗΝ χρησιμοποιείται και στην Ιαπωνία. Μία από τις πρώτες εφαρμογές του ΗΝ, ήταν η αποστείρωση ιατρικών εργαλείων σε νοσοκομεία. Αργότερα, χρησιμοποιήθηκε σε διάφορους τομείς όπως η γεωργία ή η διαχείριση κοπαδιών, αλλά η χρήση του ΗΝ περιορίστηκε από τη μικρή διάρκεια ζωής του. Με τις τελευταίες βελτιώσεις στην τεχνολογία και τη διαθεσιμότητα καλύτερου εξοπλισμού, το ΗΝ έγινε δημοφιλές ως απολυμαντικό στη βιομηχανία σίτισης.
Παραγωγή: Το ΗΝ είναι το προϊόν ηλεκτρόλυσης αραιωμένου NaCl ή KCl-MgCl2 διαλύματος μέσα σε ένα κελί ηλεκτρόλυσης, όπου εντός του ένα διάφραγμα (διαχωριστικό ή μεμβράνη) διαχωρίζει το θετικό ηλεκτρόδιο και το αρνητικό ηλεκτρόδιο. [Η βασική προσέγγιση για την παραγωγή ΗΝ παρουσιάζεται στο σχήμα 1.;]
Η τάση μεταξύ των ηλεκτροδίων ορίζεται γενικά στα 9 με 10 V (5). Κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης, το NaCl που διαλύεται σε απιονισμένο νερό, διαχωρίζεται σε αρνητικά φορτισμένο χλώριο (Cl-) και θετικά φορτισμένο νάτριο (Na+). Την ίδια στιγμή, σχηματίζονται ιόντα υδροξειδίου (OH-) και υδρογόνου (H+). Αρνητικά φορτισμένα ιόντα όπως τα Cl- και OH-, μετακινούνται στο θετικό ηλεκτρόδιο για να παραδώσουν ηλεκτρόνια και να γίνουν αέριο οξυγόνου (O2), αέριο χλωρίου (Cl2), υποχλωριώδες ιόν (OCl-), υποχλωριώδες οξύ (HOCl) και υδροχλωρικό οξύ, ενώ θετικά φορτισμένα ιόντα όπως H+ και Na+, μετακινούνται στο αρνητικό ηλεκτρόδιο για να λάβουν ηλεκτρόνια και να γίνουν αέριο υδρογόνου (H2) και υδροξείδιο του νατρίου (NaOH).
Το διάλυμα διαχωρίζεται σε όξινο διάλυμα από το θετικό ηλεκτρόδιο, με τιμή pH 2 με 3, Οξειδοαναγωγικό Δυναμικό >1,100 mV και ενεργό περιεχόμενο χλωρίου (ACC) από 10 με 90 ppm, και σε αλκαλικό διάλυμα από το αρνητικό ηλεκτρόδιο, με τιμή pH 10 με 13 και Οξειδοαναγωγικό Δυναμικό από -800 με -900 mV. Το διάλυμα από το θετικό ηλεκτρόδιο ονομάζεται όξινο ηλεκτρολυτικό νερό (ΟΗΝ), όξινο οξυγονούχο νερό ή ηλεκτρολυτικό οξυγονούχο νερό και το διάλυμα από το αρνητικό ηλεκτρόδιο, είναι γνωστό ως αλκαλικό ηλεκτρολυτικό νερό (ΑΗΝ), βασικό ηλεκτρολυτικό νερό ή ηλεκτρολυτικό μειωμένο νερό.
Το ουδέτερο ηλεκτρολυτικό νερό (ΟυΗΝ), με τιμές pH 7 με 8 και Οξειδοαναγωγικό Δυναμικό της τάξεως των 750 mV, παράγεται από την μίξη του διαλύματος θετικού ηλεκτροδίου με ιόντα OH- ή χρησιμοποιώντας μονό κελί. Στην αγορά είναι διαθέσιμα διάφορα μηχανήματα παραγωγής ΗΝ. Γενικά, τα μηχανήματα μπορούν να διαχωριστούν σε αυτά που περιέχουν διάφραγμα και παράγουν ΟΗΝ και ΑΗΝ (θάλαμος με δύο κελιά) και αυτά που δεν περιέχουν διάφραγμα και παράγουν ΟυΗΝ (θάλαμος με ένα κελί).
Οι φυσικές ιδιότητες και η χημική σύσταση του ΗΝ ποικίλουν αναλόγως τη συγκέντρωση σε NaCl, επίπεδο έντασης ηλεκτρικού ρεύματος (αμπεράζ), χρόνο ηλεκτρόλυσης ή ρυθμό ροής νερού.
Αναλόγως των συστημάτων ελέγχου τους, τα μηχανήματα επιτρέπουν στο χρήστη να επιλέξουν (i) τον ρυθμό ροής του αλατόνερου, (ii) τα αμπέρ και/ή τα βολτ ή (iii) προρυθμισμένη συγκέντρωση χλωρίου.
Γενική Εφαρμογή: Το ΟΗΝ έχει ισχυρή αντιμικροβιακή δράση ενάντια σε ένα εύρος διαφόρων μικροοργανισμών. Δύναται να έχει μεγάλο εύρος εφαρμογών όπως η ιατρική (π.χ θεραπεία πληγών ή απολύμανση ιατρικού εξοπλισμού και επιφανειών), η οδοντιατρική, η γεωργία, η διαχείριση κοπαδιών, η υδατοκαλλιέργεια και βιομηχανίες σίτισης.
Το ΑΗΝ χρησιμοποιείται περισσότερο ως καθαριστικό και διαλύτης ελαίων, πριν την αγωγή με απολυμαντικά. Το ΑΗΝ επίσης έχει ισχυρή δυνατότητα μείωσης, η οποία είναι υπεύθυνη για την ελάττωση των ελευθέρων ριζών. Σε κάποιες εφαρμογές του, η προκαταρκτική αγωγή με ΑΗΝ ακολουθούμενη με αγωγή από ΟΗΝ, ήταν πιο αποτελεσματική από αγωγή με ΟΗΝ μόνο. Η προκαταρκτική αγωγή με ΑΗΝ φαίνεται πως καθιστά ευπαθείς τις επιφάνειες των βακτηριακών κυττάρων απέναντι στον απολυμαντικό παράγοντα…..
Αντιμικροβιακή δράση του ΑΗΝ:. Δεν είναι ξεκάθαρο αν το pH, οι χημικές ενώσεις χλωρίου, το Οξειδοαναγωγικό Δυναμικό ή συνδυασμοί αυτών των παραγόντων, είναι υπεύθυνοι για την αντιμικροβιακή δράση του ΟΗΝ. Η παρουσία του χλωρίου και το υψηλό Οξειδοαναγωγικό Δυναμικό, φαίνεται πώς είναι οι κύριοι συντελεστές της αντιμικροβιακής δράσης του ΟΗΝ. Το χαμηλό pH του ΟΗΝ εκτιμάται πώς μειώνει την βακτηριακή ανάπτυξη και καθιστά τα βακτηριακά κύτταρα πιο ευπαθή ενάντια στο ενεργό χλώριο, με το να ευαισθητοποιεί την εξωτερική τους μεμβράνη για την είσοδο του HOCl (Υποχλωριώδες Οξύ).
Οι ενεργές χημικές ενώσεις του χλωρίου, μπορούν να καταστρέψουν τις μεμβράνες των μικροοργανισμών, αλλά κι άλλες λειτουργίες δράσης του χλωρίου (π.χ αποκαρβοξυλίωση των αμινοξέων, αλληλεπιδράσεις με νουκλεϊκά οξέα και ασταθής μεταβολισμός μετά την καταστροφή σημαντικών ενζύμων) έχουν επίσης προταθεί. Οι μελέτες προτείνουν πώς το HOCl είναι η πιο ενεργή από τις χημικές ενώσεις του χλωρίου. Το HOCl διαπερνά τις κυτταρικές μεμβράνες και παράγει ελεύθερες ρίζες υδροξυλίου, οι οποίες χρησιμοποιούν την βακτηριοκτόνα τους δραστηριότητα μέσω της οξείδωσης σημαντικών μεταβολικών συστημάτων.
Τα σχετικά μικρά κομμάτια των χημικών ενώσεων του χλωρίου (Cl2, HOCl και OCl-) είναι εξαρτώμενα από το pH και επηρεάζουν την βακτηριακή δραστηριότητα του ΟΗΝ. Η μεγαλύτερη ποσότητα από HOCl και η μέγιστη αποδοτικότητα του ΟΗΝ στην αδρανοποίηση βακτηρίων, βρέθηκε σε τιμές pH περίπου 4.0 με 5.0. Περισσότερο Cl2 ήταν παρών σε χαμηλότερες τιμές του pH και περισσότερο OCl- σε υψηλότερες.
Η βακτηριοκτόνα δραστηριότητα του ΟΗΝ και το Οξειδοαναγωγικό Δυναμικό, αυξάνονται με τις ενεργές συγκεντρώσεις χλωρίου, υποδεικνύοντας πως το χλώριο είναι ένας δυνατός παράγοντας οξείδωσης.
Ολοκληρωτική αδρανοποίηση του Escherichia coli O157:H7 και του Listeria Monocytogenes καταγράφηκε στα ACCs από 2 ppm ή υψηλότερα, ανεξαρτήτως pH.
Κάποιοι συγγραφείς πρότειναν, πώς το υψηλό Οξειδοαναγωγικό Δυναμικό είναι ο καθοριστικός παράγοντας για την αντιμικροβιακή δραστηριότητα του ΟΗΝ. Ο οργανισμός Al-Haq και άλλοι, ανέφεραν πώς η αδρανοποίηση του E. Coli ήταν κατά κύριο λόγο εξαρτώμενη από το Οξειδοαναγωγικό Δυναμικό και όχι από το υπολειπόμενο χλώριο. Το Οξειδοαναγωγικό Δυναμικό ενός διαλύματος είναι ένδειξη της ικανότητας του να οξειδώνεται ή να μειώνεται, με υψηλότερες τιμές Οξειδοαναγωγικό Δυναμικό να αναλογούν σε μεγαλύτερη οξειδωτική δύναμη. Το υψηλό Οξειδοαναγωγικό Δυναμικό του ΟΗΝ μπορεί να οφείλεται στο οξυγόνο που απελευθερώνεται από τη ρήξη του αδύναμου και ασταθούς δεσμού, μεταξύ των υδροξυλικών και χλωρικών ελευθέρων ριζών.
Το υψηλό Οξειδοαναγωγικό Δυναμικό πιθανότατα αλλάζει τη ροή των ηλεκτρονίων στα κύτταρα.
Η οξείδωση λόγω του υψηλού Οξειδοαναγωγικού Δυναμικού του ΟΗΝ, μπορεί να βλάψει τις κυτταρικές μεμβράνες, να προκαλέσει την οξείδωση των οξυθειούχων χημικών ενώσεων στις επιφάνειες των κυττάρων και να προκαλέσει διαταραχή στις κυτταρικές μεταβολικές διαδικασίες, οδηγώντας στην αδρανοποίηση των βακτηριακών κυττάρων. Βασικά, το υψηλό Οξειδοαναγωγικό Δυναμικό και το χαμηλό pH του ΟΗΝ φαίνεται να δρουν συνεργατικά με το HOCl για να αδρανοποιούν μικροοργανισμούς. Εκτός από αυτό, ολοκληρωτική απώλεια της βακτηριακής δραστηριότητας παρατηρήθηκε, όταν το Οξειδοαναγωγικό Δυναμικό ελαττώθηκε στα λιγότερο από 848 mV.
ΑΝΤΙΜΙΚΡΟΒΙΑΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΗΝ ΕΝΑΝΤΙΩΝ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ ΣΕ ΑΔΡΑΝΕΙΑ
Η αντιμικροβιακή δράση του ΟΗΝ και του ΟυΗΝ εναντίων διαφόρων μικροοργανισμών παρουσιάζεται στον πίνακα
1. Γενικά, ελλατώσεις του 6.0 log CFU/ml αναφέρθηκαν για ποικιλία βακτηρίων. Η αποδοτικότητα του ΗΝ στην μείωση μικροοργανισμών, επηρεάζεται από αρκετούς παράγοντες όπως τον τύπο του ΗΝ, το ACC, το χρόνο έκθεσης, τη θερμοκρασία της αγωγής, το pH και την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος (αμπεράζ) ή την τάση…
ΑΝΤΙΜΙΚΡΟΒΙΑΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΗΝ ΕΝΑΝΤΙΩΝ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ ΣΕ ΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ ΚΑΙ ΣΚΕΥΗ
Πλάκες κοπής: Ο Venkitanarayanan και άλλοι, εξέτασαν την αποδοτικότητα του ΟΗΝ σε διαφορετικές θερμοκρασίες και ACCs για την αδρανοποίηση του E. Coli O157:H7 και του L. Monocytogenes σε πλαστικές πλάκες κοπής.
Οι υψηλότερες μειώσεις έγιναν στο E. Coli O157:H7 στους 35 °C για 20 λεπτά, στους 45 °C για 10 λεπτά, ή στους 55 °C για 5 λεπτά και για το L. Monocytogenes στους 35 °C για 10 λεπτά.
Το Vibrio Parahaemolyticus μειώθηκε από 5.8 σε λιγότερο από 1.0 log CFU/cm2, μετά από έκθεση 1 λεπτού στο ΟΗΝ. Ξεπλένοντας την πλαστική πλάκα κοπής με ΟΗΝ, τα E. Coli, S. Aureus, P. Aeruginosa και L. Monocytogenes μειώθηκαν κατά περίπου 5 τάξεις μεγέθους. Οι ξύλινες πλάκες κοπής θεωρούνται δυσκολότερες στην απολύμανση από τις πλαστικές. Εξαιτίας της φυσικής κατασκευής του, το ξύλο είναι ικανό να απορροφήσει υγρασία και να προστατέψει τα βακτήρια από τους απολυμαντικούς παράγοντες. Όμως, συγκεκριμένα είδη ξύλων έχουν ενδογενείς αντιβακτηριακές ιδιότητες, έχοντας ως αποτέλεσμα την αποξήρανση των βακτηρίων ως αποτέλεσμα υγροσκοπικών χαρακτηριστικών. Το ξέπλυμα ξύλινων πλακών κοπής με ΟυΗΝ για 1 λεπτό, μείωσε τους πληθυσμούς των E. Coli, S. Aureus, P. Aeruginosa και L. Monocytogenes κατά λιγότερες από 3 τάξεις μεγέθους. Η παράταση του χρόνου έκθεσης στα 5 λεπτά απέδωσε μειώσεις περίπου 4 τάξεων μεγέθους…
Γάντια επεξεργασίας: Οι Liu και Su ανέλυσαν τις επιδράσεις του ΟΗΝ σε επαναχρησιμοποιούμενα και μιας χρήσης γάντια (φυσικού λάτεξ και λάστιχου, φυσικού λάτεξ και νιτριλίου), όπως και σε καθαρά και βρώμικα. Το L. Monocytogenes ήταν τελείως αδρανοποιημένο σε κάθε γάντι, μετά από αγωγή 5 λεπτών…
Ανοξείδωτο ατσάλι, πλακάκια, γυαλί και πορσελάνες: Πάνω σε ανοξείδωτο ατσάλι, η εφαρμογή του ΟΗΝ για 5 λεπτά απέδωσε μειώσεις του 1.8 με 3.7 σε τάξεις μεγέθους.
Οι πληθυσμοί του V. Parahaemolyticus μειώθηκαν κατά περισσότερο από log CFU/cm2 μέσα σε μόνο 0.5 του λεπτού.
Στην παρουσία οργανικής ύλης (υπολείμματα καβουρόψιχας), το L. Monocytogenes μειώθηκε κατά 2.3 τάξεις μεγέθους. Στα πλακάκια, η εφαρμογή του ΟΗΝ για 5 λεπτά, απέδωσε μειώσεις της τάξεως του 1.8 με 4.2 σε τάξεις μεγέθους.
Οι πληθυσμοί του V. Parahaemolyticus μειώθηκαν κατά περισσότερο από 5.0 log CFU/cm2, μέσα σε λιγότερο από 1 λεπτό. Στην παρουσία οργανικής ύλης, το L. Monocytogenes μειώθηκε κατά 1.5 με 2.3 τάξεις μεγέθους. Τα αποτελέσματα από τις πορσελάνες, ήταν συγκρίσιμα με αυτά από το ανοξείδωτο ατσάλι, τα πλακάκια ή το γυαλί. Με ανάδευση, τα Enterobacter Aerogenes και S. Aureus μειώθηκαν σε μη εντοπίσιμα επίπεδα (3.0 log CFU/cm2) πάνω σε πορσελάνες.
Βιοφίλμ: Τα Βιοφίλμ είναι μια δομημένη κοινότητα από βακτηριακά κύτταρα εσώκλειστα σε αυτο-παραγόμενο πολυμερικό καλούπι (glycocalyx), το οποίο είναι ένας προστατευτικός τρόπος ανάπτυξης σε επιφάνειες και επιτρέπει την επιβίωση σε εχθρικά περιβάλλοντα. Η υψηλότερη αντίσταση των βακτηρίων σε βιοφίλμ ενάντια στα απολυμαντικά, έχει αποδοθεί σε διάφορους παράγοντες, όπως η προστασία από το καλούπι, η εξουδετέρωση του απολυμαντικού, η γενετική τροποποίηση του κυτταρικού τοιχώματος και η αργή πρόσληψη των αντιμικροβιακών παραγόντων. Υπάρχουν μόνο περιορισμένα δεδομένα για την αποδοτικότητα του ΗΝ στην αδρανοποίηση των βακτηρίων στα βιοφίλμ. Ο Kim και άλλοι, ανακάλυψαν ότι το ΟΗΝ μείωσε το L. Monocytogenes σε βιοφίλμ πάνω σε ανοξείδωτο ατσάλι, σε μη εντοπίσιμα επίπεδα, μέσα σε 5 λεπτά. Ο υψηλότερος ρυθμός αδρανοποίησης σημειώθηκε μέσα στα πρώτα δευτερόλεπτα της αγωγής…
Σφαγεία: Ο Bach και άλλοι, (9) συνέκριναν την αποτελεσματικότητα του ΟΗΝ και ενός κοινού απολυμαντικού (Mikrolene) για χρήση σε σφαγεία. Μετά από τον τυπικό προ-καθαρισμό, το ΟΗΝ ήταν πιο αποτελεσματικό ως προς την αδρανοποίηση βακτηρίων σε διάφορες περιοχές των σφαγείων. Κατά τη διάρκεια της σφαγής των βοοειδών, το συνδεδεμένο με το δέρμα (τομάρι) ρίσκο μόλυνσης, είναι ιδιαίτερου προβληματισμού. Τα σαπρόφυτα και τα παθογόνα όπως το E. Coli O157:H7, μπορούν να μεταφερθούν στο κουφάρι του ζώου, κατά τη διάρκεια της εκδοράς (6, 70, 73, 89). Επιπροσθέτως, στη συντήρηση και βελτιστοποίηση των πρακτικών υγιεινής των σφαγών, έχουν εδραιωθεί και απολυμαντικές αγωγές για τα δέρματα (τομάρια) των ζώων (10, 49, 96). Ο Bosilevac και άλλοι, (15) χρησιμοποίησαν μια αγωγή ψεκασμού υψηλής πίεσης από ΑΗΝ (52 °C για 10 δευτερόλεπτα σε pH 11.2) και ΟΗΝ (60C για 10 δευτερόλεπτα σε pH 2.4 και ACC στα 70 ppm) σε δέρματα βοοειδών. Τα αποτελέσματα ήταν συγκρίσιμα με αυτά που λήφθηκαν από άλλες αγωγές δερμάτων. Οι συνολικοί αριθμοί μικροβίων και Enterobacteriaceae, μειώθηκαν κατά 3.5 και 4.3 log CFU/100cm2, αντίστοιχα…
ΑΝΤΙΜΙΚΡΟΒΙΑΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΗΝ ΕΝΑΝΤΙΩΝ ΤΩΝ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ ΣΕ ΝΕΡΟ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ
Το πλύσιμο με νερό χρησιμοποιείται ευρέως για την παραγωγή και ελάχιστη επεξεργασία των λαχανικών και πρέπει να αποφεύγεται η συσσώρευση μικροοργανισμών σε αυτό. Ο Ongeng και άλλοι, ερεύνησαν τον αντίκτυπο της διαδικασίας της ηλεκτρόλυσης στο νερό που χρησιμοποιείται για το πλύσιμο των λαχανικών και την αντιμικροβιακή δραστηριότητα εναντίων των Pseudomonas Fluorescens, Pantoea Agglomerans και Rahnella Aquatilis. Το βιομηχανικό νερό επεξεργασίας, το οποίο και είχε υψηλότερο μικροβιακό (8.0 log CFU/ml) και οργανικό φορτίο από το νερό βρύσης, είχε μικροβιακό φορτίο της τάξης του 6.0 log CFU/ml, μετά από ηλεκτρόλυση με την εφικτή ένταση ηλεκτρικού ρεύματος στα 0.7 A (ACC στο 1.1 ppm). Όταν προστέθηκε το αλάτι στο νερό (5 ml από 20% NaCl ανά 10 λίτρα), τα ελεγμένα βακτήρια μειώθηκαν κατά περίπου 4 τάξεις μεγέθους. Ανεβάζοντας την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος στα 1.3 A, η οποία και πάραξε ACCs πάνω από 2 ppm, επιτεύχθηκε ολοκληρωτική αδρανοποίηση. Το παραγόμενο με νερό βρύσης ΟΗΝ, είχε ισχυρότερη αντιμικροβιακή δράση από το ΟΗΝ που παράχθηκε από νερό επεξεργασίας…
ΑΝΤΙΜΙΚΡΟΒΙΑΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΗΝ ΕΝΑΝΤΙΩΝ ΤΩΝ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ ΣΕ ΤΡΟΦΙΜΑ
Λαχανικά και φρούτα: Στις φράουλες, η αγωγή ΟΗΝ για 10 λεπτά πέτυχε μείωση των φυσικά παρόντων αερόβιων βακτηρίων, coliforms, και μυκήτων κατά 1.6, 2.4 και 1.6 log CFU ανά φράουλα, αντίστοιχα, σε μη εντοπίσιμα επίπεδα. Παρόμοιες μειώσεις επετεύχθηκαν και σε αγγούρια. Η συνδυασμένη αγωγή από ΑΗΝ και ΟΗΝ, απέδωσε υψηλότερες μειώσεις για τα αγγούρια, αλλά όχι για τις φράουλες. Τα αποτελέσματα για τις φράουλες, συμφωνούν με αυτά από άλλες έρευνες. Μεγαλύτεροι χρόνοι έκθεσης απαιτήθηκαν για τα απολυμαντικά, ώστε να διαπεράσουν την επιφάνεια των φραουλών, το οποίο και οφείλεται μάλλον στην πολύπλοκη κατασκευή της επιφάνειάς τους. Στις ντομάτες, το ΟΗΝ μείωσε τα E. Coli O157: H7, L. Monocytogenes και Salmonella Enteritidis, κατά περίπου 7.5 log CFU ανά τομάτα. Μετά την εφαρμογή ΟΗΝ, που περιείχε μόνο 3.6 ppm ενεργού χλωρίου, σε μαρούλι, ο Ongeng και άλλοι, παρατήρησαν 2.6-, 1.9- και 3.3-log μειώσεις σε Enterobacteriaceae, βακτήρια γαλακτικού οξέος και ψυχρόφιλα, αντίστοιχα. Ο Park και άλλοι, ανέφεραν παρόμοιες μειώσεις σε E. Coli O157:H7 (2.8 log CFU ανά φύλλο) και L. Monocytogenes (2.4 log CFU ανά φύλλο), μετά από αγωγή ΟΗΝ. Το ΟΗΝ ήταν εξίσου επιδραστικό με τη χλωρίνη στη μείωση των E. Coli O157:H7, Salmonella και L. Monocytogenes σε φυλλώδη λαχανικά. Έτσι, το ΟΗΝ μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως κατάλληλη εναλλακτική επιλογή αντί της χλωρίνης, για τη θεραπεία φυλλωδών λαχανικών.
Σε άλλη μελέτη, εξετάστηκαν οι επιδράσεις της θερμοκρασίας και της προ-αγωγής με ΑΗΝ, στην αποδοτικότητα του ΟΗΝ ενάντια σε E. Coli O157:H7 και Salmonella πάνω σε μαρούλι. Με υψηλότερη θερμοκρασία (50°C) και/ή χρόνος έκθεσης (5 λεπτά), απέδωσαν μεγαλύτερες μειώσεις. Η προκαταρκτική αγωγή ΑΗΝ σε θερμοκρασία δωματίου για 5 λεπτά, αύξησε τις μειώσεις κατά περίπου 0,5 ταξης μεγέθους. Οι μεγαλύτερες μειώσεις αποκτήθηκαν σε θερμοκρασία προκαταρκτικής αγωγής 50°C, ανεξαρτήτως διάρκειας ή θερμοκρασίας της ΟΗΝ αγωγής. Ο Yang και άλλοι, εξέτασαν τις επιδράσεις του ΑΗΝ και ΟΗΝ (30°C για 5 λεπτά σε τιμές pH 9 ή 4, Οξειδοαναγωγικό Δυναμικό της τάξεως του -750 ή 1,150 mV και ACC από 22 μέχρι 198 ppm) σε βιοταινίες προσκολλημένες σε φύλλα μαρουλιού. Τα E. Coli O157: H7, L. Monocytogenes και Salmonella Typhimurium, μειώθηκαν κατά περίπου 2 τάξεις μεγέθους…
Ψάρια και θαλασσινά: Πάνω σε δέρμα κυπρίνου που είχε εφαρμοστεί αγωγή ΟΗΝ για 15 λεπτά, οι συνολικοί μικροβιακοί αριθμοί μειώθηκαν κατά 2.8 log CFU/ cm2. Σε δέρμα τιλάπιας (είδος ψαριού) βυθισμένο σε ΟΗΝ, μεγαλύτερες μειώσεις αποκτήθηκαν για τη V. Parahaemolyticus, παρά για το E. Coli O157:H7. Σε φιλέτα κυπρίνου με 15λεπτη αγωγή με ΟΗΝ, οι συνολικοί μικροβιακοί αριθμοί μειώθηκαν κατά 2.0 log CFU/g. Η αγωγή ΟΗΝ σε φιλέτα τόνου, απέφερε μειώσεις στη φυσική μικροχλωρίδα τους, κατά περίπου 1 τάξη μεγέθους.
Οι Ozer και Demirci, ανέφεραν κυμαινόμενες μειώσεις των E. Coli O157:H7 και L. Monocytogenes σε φιλέτα τόνου, από 0.4 μέχρι 1.1 log CFU/g, εξαρτώμενες από το χρόνο έκθεσης και τη θερμοκρασία. Για να ελεγχθεί η αντιμικροβιακή δράση του ΟΗΝ στα στρείδια, τοποθετήθηκαν εμβολιασμένα στρείδια σε δεξαμενές οι οποίες περιείχαν ΟΗΝ (ACC στα 30 ppm) και 1% περιεκτικότητα σε ΟΗΝ αλάτι. Μετά από 4 ώρες έκθεσης, τα V. Parahaemolyticus και Vibrio Vulnificus μειώθηκαν κατά περίπου 1 τάξη μεγέθους. Η επιπλέον έκθεση δεν αύξησε τις μειώσεις. Ίσως λόγω του δυσμενούς για ανάπτυξη περιβάλλοντος, τα στρείδια τελικά σταμάτησαν να φιλτράρουν το νερό, εμποδίζοντας με αυτόν τον τρόπο την είσοδο του ΟΗΝ.
Κουφάρια, ωμό κρέας και κρέας έτοιμο για κατανάλωση: Ο Fabrizio και άλλοι, συνέκριναν την επίδραση των διαλυμάτων ΟΗΝ για εμβύθιση και πλύσιμο μέσω ψεκάσματος σε κουφάρια πουλερικών. Η εμβύθιση κουφαριών σε ΟΗΝ (4°C για 45 λεπτά) μείωσε τα αερόβια βακτήρια, τα συνολικά κολοβακτηρίδια, E. Coli και Salmonella Typhimurium κατά 0.8 με 1.3 log CFU/ml στα απόνερα των κουφαριών. Οι μειώσεις που έγιναν με πλύσιμο μέσω ψεκασμού (15 δευτερολέπτων) με ΟΗΝ ή αποσταγμένο νερό, δεν έδωσαν πολύ διαφορετικά αποτελέσματα. Το πλύσιμο μέσω ψεκασμού με ΑΗΝ, ακολουθούμενο από εμβύθιση σε ΟΗΝ, απέφερε μεγαλύτερες μειώσεις της τάξεως του 1.5 μέχρι 2.4 log CFU/ ml.
Η αγωγή ΒΗΝ με ψεκασμό, ήταν τόσο αποτελεσματική στην εκκαθάριση περιττωμάτων, όσο η ευρέως χρησιμοποιούμενη αγωγή με φωσφορικό τρινάτριο. Επιπλέον, τα αποτελέσματα του Hinton και άλλων, έδειξαν ότι η αγωγή με ΟΗΝ επέκτεινε τη διάρκεια ζωής σε κατεψυγμένα πουλερικά. Ο Kim και άλλοι, ερεύνησαν την αποτελεσματικότητα του ΟΗΝ στη μείωση C. Jejuni σε κουφάρια πουλερικών. Μειώσεις της τάξεως του 2.3 log CFU/g λήφθηκαν μέσω εμβύθισης, αλλά ο επιπρόσθετος προ-ψεκασμός δεν βελτίωσε την αποδοτικότητα. Μόνη της η αγωγή με ψεκασμό μείωσε τη C. Jejuni κατά 1.1 log CFU/g. Ωστόσο…
Σε νωπές φτερούγες κοτόπουλου, το ΟΗΝ μείωσε τη C. Jejuni κατά περίπου 3 τάξεις μεγέθους και επομένως είναι αποτελεσματικό σαν νερό χλωρίνης. Ο Gellynck και άλλοι, ανέλυσαν τα οικονομικά της μείωσης του Καμπυλοβακτηριδίου σε διαφορετικά επίπεδα μέσα στην αλυσίδα παραγωγής του κρέατος πουλερικών (φάρμα, εργοστάσιο επεξεργασίας και καταναλωτής) και βρήκαν πώς η απολύμανση των κουφαριών με ΟΗΝ στο εργοστάσιο επεξεργασίας, ήταν το πιο αποτελεσματικό (αναλογία κόστους-κέρδους) από τα αξιολογημένα μέτρα.
Οι Fabrizio και Cutter ερεύνησαν την αποτελεσματικότητα της αγωγής ΟΗΝ μέσω ψεκασμού σε κοιλιές χοιρινών, για τη μείωση συνολικών μικροβιακών αριθμών αλλά και τους αριθμούς από Campylobacter Coli, coliform, E. Coli, L. Monocytogenes και Salmonella Typhimurium. Μόνο το αποτέλεσμα του ΟΗΝ ενάντια στο Καμπυλοβακτήριο διέφερε σημαντικά, από αυτό που αποκτήθηκε με το αποσταγμένο νερό (1.8 log CFU/cm2)…
Αυγά: Ηλεκτροστατικός ψεκασμός κελυφών από αυγά με ΟΗΝ (ωριαίως για 24 ώρες) μείωσαν τα E. Coli, S. Aureus και Salmonella Typhimurium κατά 3 με 6 τάξεις μεγέθους (Πίνακας 5), ενώ το L. Monocytogenes μειώθηκε κατά 1.0 με 4.0 log CFU ανά αυγό (92). Σε άλλη μελέτη, η εμβύθιση αυγών σε ΟΗΝ για 5 λεπτά με ανάδευση (100 rpm), μείωσε τα L. Monocytogenes και Salmonella Enteritidis κατά 3.7 και 2.3 log CFU ανά αυγό, αντιστοίχως (85). Η πρόπλυση με ΑΗΝ επέφερε μειώσεις του 3.0 log CFU ανά αυγό, μετά από μικρότερους χρόνους έκθεσης (Πίνακας 6).
Εφαρμογή του ΟΗΝ ως πάγου: Το ΟΗΝ μπορείς να χρησιμοποιηθεί ως διάλυμα ή πάγος. Παγωμένο ΟΗΝ δοκιμάστηκε σε μαρούλι και ζαργάνα του Ειρηνικού (είδος ψαριού). Η κύρια αντιμικροβιακή επίδραση του παγωμένου ΟΗΝ αποδόθηκε στο εκπεμπόμενο Cl2. Η εκπομπή Cl2 σε παγωμένο ΟΗΝ, ήταν σε αναλογία με το ACC πριν τη ψύξη… Σε μαρούλι άισμπεργκ τοποθετημένο σε δοχεία με παγωμένο ΟΗΝ (pH 2.6), παρατηρήθηκαν 1.5-log μειώσεις του L. Monocytogenes και καθόλου σημαντικές διαφορές δεν βρέθηκαν στα ACCs των 40 και 70 ppm…
Τα καλύτερα αποτελέσματα ελήφθησαν μετά από 120 λεπτά χρόνο έκθεσης. Μεγαλύτερη έκθεση δεν οδήγησε σε περαιτέρω μειώσεις. Το παγωμένο ΟΗΝ μπορεί να χρησιμοποιηθεί ταυτόχρονα για ψύξη και έλεγχο των παθογόνων.
IΣε άλλη έρευνα, παγωμένο ΟΗΝ (pH 5.1 και ACC των 47 ppm) χρησιμοποιήθηκε σε ζαργάνα του Ειρηνικού για επέκταση της διάρκειας ζωής της, καταστολή της λιπιδικής οξείδωσης, σχηματισμό ασταθούς βασικού νιτρογόνου και καθυστέρηση της συσσώρευσης των αλκαλικών χημικών ενώσεων. Σε αυτή την έρευνα, συγκρίθηκε η αποθήκευση της ζαργάνας σε παγωμένο νερό βρύσης και παγωμένο ΟΗΝ. Η ανάπτυξη των αερόβιων βακτηρίων και ψυχρόφιλων, ήταν πιο αργή και δεν αναπτύχθηκαν κολοβακτηρίδια, όταν η ζαργάνα τοποθετήθηκε σε παγωμένο ΟΗΝ…
Cit. (D. HRICOVA, R. STEPHAN,* AND C. ZWEIFEL)
