Hiệu quả của điều trị áp suất cao đối với sự phát triển và sinh lý của vi khuẩn gây thối trong trái cây và rau quả

Springer Science and Business Media LLC - Tập 7 - Trang 2267-2280 - 2013
Pansa Liplap1,2, Vicky Toussaint2, Peter Toivonen3, Clément Vigneault1,2, Jérôme Boutin2, G. S. Vijaya Raghavan1
1Department of Bioresource Engineering, Macdonald Campus, McGill University, Montreal, Canada
2Horticulture Research and Development Centre, Agriculture and Agri-Food Canada, Saint-Jean-sur-Richelieu, Canada
3Pacific Agri-Food Research Centre, Agriculture and Agri-Food Canada, Summerland, Canada

Tóm tắt

Phản ứng của vi khuẩn đối với liệu pháp áp suất cao đã được nghiên cứu. Ba loại vi khuẩn được chọn gây thối cho trái cây và rau quả (tức là Pseudomonas cichorii, Pectobacterium carotovorum và Pseudomonas marginalis) đã được cấy vào các đĩa vi sinh BIOLOG và bị ảnh hưởng bởi các điều kiện áp suất và nhiệt độ khác nhau bao gồm 100, 200, 400, 625 và 850 kPa ở 20 °C và 100 kPa ở 4 °C. Sự thay đổi màu sắc của đĩa vi sinh, tương ứng với việc sử dụng nguồn carbon của vi khuẩn hoặc sự sinh trưởng của chúng, đã được theo dõi mỗi 24 giờ trong 7 ngày. Kết quả cho thấy rằng sự phát triển của vi khuẩn chịu ảnh hưởng bởi cả áp suất cao và nhiệt độ. Khi áp suất cao tăng, sự phát triển của vi khuẩn giảm đáng kể và mức độ giảm phụ thuộc vào loài vi khuẩn. Liệu pháp điều trị ở áp suất 850 kPa đã làm giảm mức phát triển tối đa lần lượt là 71, 56 và 43 % cho Pseudomonas cichorii, Pectobacterium carotovorum và Pseudomonas marginalis. Trong số các vi khuẩn này, Pseudomonas cichorii là vi khuẩn nhạy cảm với áp suất nhất, trong khi Pectobacterium carotovorum là vi khuẩn nhạy cảm với nhiệt độ nhất. Nói chung, sự gia tăng áp suất cao khiến cho vi khuẩn sử dụng các nguồn carbon tương tự như khi chúng bị tiếp xúc với nhiệt độ thấp. Tóm lại, liệu pháp áp suất cao có tiềm năng giảm trực tiếp sự phát triển của vi khuẩn trong trái cây và rau quả sau thu hoạch.

Từ khóa

#áp suất cao #vi khuẩn thối rữa #trái cây #rau quả #Pseudomonas cichorii #Pectobacterium carotovorum #Pseudomonas marginalis

Tài liệu tham khảo

Ahmed, J., & Ramaswamy, H. S. (2006). High pressure processing of fruits and vegetables. Stewart Postharvest Review, 1, 1–10. Amanatidou, A., Smid, E. J., & Gorris, L. G. M. (1999). Effect of elevated oxygen and carbon dioxide on the surface growth of vegetable-associated micro-organisms. Journal of Applied Microbiology, 86, 429–438. Arroyo, G., Sanz, P. D., & Prestamo, G. (1997). Effect of high pressure on the reduction of microbial populations in vegetables. Journal of Applied Microbiology, 82, 735–742. Baba, T., & Ikeda, F. (2003). Use of high pressure treatment to prolong the postharvest life of mume fruit (Prunus mume). Acta Horticulturae, 628, 373–377. Baba, T., Como, G., Ohtsubo, T., & Ikeda, F. (1999). Effects of high pressure treatment on mume fruit (Prunus mume). Journal of American Society of Horticultural Science, 124, 399–401. Barth, M., Hankinson, T. R., Zhuang, H., & Breidt, F. (2009). Microbiological spoilage of fruits and vegetables. In W. H. Sperber & M. P. Doyle (Eds.), Compendium of the microbiological spoilage of fruits and vegetable, food microbiology and food safety (pp. 135–183). New York: Springer. Bean, J. W. (1945). Effects of oxygen at increased pressure. Physiology Reviews, 25, 1–147. Bert P. (1878) Barometric pressure. Researches in experimental physiology. College Book, Columbus. translated by Hitchcock M.A., Hitchcock, F.A., 1943. Caldwell, J. (1965). Effects of high partial pressures of oxygen on fungi and bacteria. Nature, 206, 323–323. Cayre, M. E., Garro, O., & Vignolo, G. (2005). Effect of storage temperature and gas permeability of packaging film on the growth of lactic acid bacteria and Brochothrix thermosphacta in cooked meat emulsions. Food Microbiology, 22(6), 505–512. Charles, M. T., & Arul, J. (2007). UV treatment of fresh fruits and vegetables for improved quality: a status report. Stewart Postharvest Review, 3, 6.1–6.8. De Boer, S. H., & Kelman, K. (2001). Erwinia soft rot Group. In N. W. Schaad, J. B. Jones, & W. Chun (Eds.), Laboratory guide for identification of plant pathogenic bacteria (3rd ed.). St. Paul: APS. Droby, S., Wisniewski, M., El-Ghaouth, A., & Wilson, C. (2003). Influence of food additives on the control of postharvest rots of apple and peach and efficacy of the yeast-based biocontrol product aspire. Postharvest Biology and Technology, 27(2), 127–135. EI-Ghaouth, A., Wilson, C. L., & Wisniewski, M. E. (2004). Biologically based alternatives to synthetic fungicides for the postharvest diseases of fruit and vegetables. In S. A. M. H. Naqvi (Ed.), Diseases of fruit and vegetables (pp. 511–535). Dordrecth: Kluwer Academic. Garland, J. L., & Mills, A. L. (1991). Classification and characterization of heterotrophic microbial communities on the basis of patterns of community-level sole-carbon-source utilization. Applied and Environmental Microbiology, 57(8), 2351–2359. Gilden, R. C., Huffling, K., & Sattler, B. (2010). Pesticides and health risks. Journal of Obstetrics Gynecologic and Neonatal Nursing, 39, 103–110. Goyette, B., Charles, M. T., Vigneault, C., & Raghavan, G. S. V. (2007). Pressure treatment for increasing fruit and vegetable qualities. Stewart Postharvest Review, 3, 5.1–5.6. Goyette, B., Vigneault, C., Charles, M. T., & Raghavan, G. S. V. (2012). Effect of hyperbaric treatments on the quality attributes of tomato. Canadian Journal of Plant Science, 92(3), 541–551. Harrison, D. F. (1976). The oxygen metabolism of microorganisms. Durham: Meadowfield. James, S. J., & James, C. (2010). The food cold-chain and climate change. Food Research International, 43(7), 1944–1956. Janisiewicz, W. J., & Korsten, L. (2002). Biological control of postharvest diseases of fruits. Annual Review of Phytopathology, 40, 411–441. Kader, A. A., & Ben-Yehoshua, S. (2000). Effects of superatmospheric oxygen levels on postharvest physiology and quality of fresh fruits and vegetables. Postharvest Biology and Technology, 20(1), 1–13. Kantor L. S., Lipton K., Manchester A., & Oliveira V. (1997) Estimating and addressing America's food losses. Food Review, Jan-Apr, 2-12. King, E. O., Ward, M. K., & Raney, D. E. (1954). Two simple media for the demonstration pyocyanin and fluorescein. Journal of Laboratory and Clinical Medicine, 44, 301–307. Korsten, L. (2006). Advance in control of postharvest diseases in tropical fresh produce. International Journal of Postharvest Technology and Innovation, 1(1), 48–61. Krejzar, V., Mertelík, J., Pánková, I., Kloudová, K., & Kůdela, V. (2008). Pseudomonas marginalis associated with soft rot of Zantedeschia spp. Plant Protection Science, 44(3), 85–90. Liplap, P., Boutin, J., LeBlanc, D. I., Vigneault, C., & Raghavan, G. S. V. (2013a). Effect of hyperbaric pressure and temperature on respiration rates and quality attributes of Boston lettuce. International Journal of Food Science and Technology. doi:10.1111/ijfs.12288. Liplap, P., Charlebois, D., Charles, M. T., Toivonen, T., Vigneault, C., & Raghavan, G. S. V. (2013b). Tomato shelf life extension at room temperature by hyperbaric pressure treatment. Postharvest Biology and Technology, 86, 45–52. Liplap, P., Vigneault, C., Toivonen, P., Charles, M. T., & Raghavan, G. S. V. (2013c). Effect of hyperbaric pressure and temperature on respiration rates and quality attributes of tomato. Postharvest Biology and Technology, 86, 240–248. Lir, S., Manson, J. E., & Lee, I. M. (2000). Fruit and vegetable intake and risk of cardiovascular disease. American Journal of Clinical Nutrition, 72, 922–930. Lu, J., Charles, M. T., Vigneault, C., Goyette, B., & Raghavan, G. S. V. (2010). Effect of heat treatment uniformity on tomato ripening and chilling injury. Postharvest Biology and Technology, 56(2), 155–162. Preston-Mafham, J., Boddy, L., & Randerson, P. F. (2002). Analysis of microbial community functional diversity using sole-carbon-source utilisation profiles—a critique. FEMS Microbiology Ecology, 42(1), 1–14. Romanazzi, G., Nigro, F., & Ippolito, A. (2008). Effectiveness of a short hyperbaric treatment to control postharvest decay of sweet cherries and table grapes. Postharvest Biology and Technology, 49(3), 440–442. San Martín, M. F., Barbosa-Cánovas, G. V., & Swanson, B. G. (2002). Food processing by high hydrostatic pressure. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 42(6), 627–645. Segovia-Bravo, K. A., Guignon, B., Bermejo-Prada, A., Sanz, P. D., & Otero, L. (2012). Hyperbaric storage at room temperature for food preservation: a study in strawberry juice. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 15, 14–22. Sharma, R. R., Singh, D., & Singh, R. (2009). Biological control of postharvest diseases of fruits and vegetables by microbial antagonists: a review. Biological Control, 50(3), 205–221. Vandepitte, V., Quataert, P., De Rore, H., & Verstraete, W. (1995). Evaluation of the Gompertz function to model survival of bacteria introduced in soil. Soil Biology and Biochemistry, 27, 365–372. Van't Veer, P., Janen, M. C., Klerk, M., & Kok, F. J. (2000). Fruits and vegetables in the prevention of cancer and cardiovascular disease. Public Health Nutrition, 3(1), 103–108. Vigneault, C., Leblanc, D. I., Goyette, B., & Jenni, S. (2012). Invited review: engineering aspects of physical treatments to increase fruit and vegetable phytochemical content. Canadian Journal of Plant Science, 92(3), 372–397. Zobell, C. E., & Hittle, L. L. (1967). Some effects of hyperbaric oxygenation on bacteria at increased hydrostatic pressures. Canadian Journal of Microbiology, 13, 1311–1319. Zwietering, M. H., Jongenburger, I., Rombouts, F. M., & Van't Riet, K. (1990). Modeling of the bacterial growth curve. Applied and Environmental Microbiology, 56, 1875–1881.