یک تکنولوژی خالقانه برای کاهش

آلودگی میکروبی غذا

محمد عادل رضایی: تهیه و تنظیم

یدانشجوی دکترای تخصصی بهداشت مواد غذای

مقدمه

آلودگیکاهشدرخالقانهوجدیدهایتکنولوژیازیکی

یافتهسعهتومیکروسفیرتکنولوژیازاستفادهغذا،میکروبی

.استتکنولوژیبرناردشرکتتوسط

برکهستافعالبندیبستهنوعیواقعدرمیکروسفیرسیستم

درراکلراکسیددیگازازایشدهکنترلمقادیرنیاز،حسب

.کندمیتولیدبندیبستهمحیطداخل

یزاتتجهبابودن،صرفهبهمقرونبرعالوهتکنولوژیاین

.استسازگارموجودبندیبستههایتکنیکو

کاربردهای میکروب کشی دی اکسید کلر

ملشاهامیکروبازایگستردهطیفعلیهبرکلراکسیددیاربسیکالیاشریشیاباکتریوویروسپولیو،HIVویروس

یدتوسطکههاییارگانیسممیکروازهایینمونه.استموثر:ازعبارتندهستندکنترلقابلکلراکسید

ویروس. ویروسهرپسویروس،روتاویروس،پولیو،HIV:ها1ECHOو virus

باکتری. استافیلوکوکوسوسالمونالکوالی،ای:ها2

اسپورزا. کلستریدیوموباسیلوسهایگونه:ها3

کپک. Chaetomiumوآسپرژیلوس:ها4

قارچ. ,Botrytis:ها5 Alternaria, Colletotrichum

تک. ژیاردیاوکریپتوسپوریدیوم:هایاخته6

Colletotrichum

Colletotrichum

Top-left: Matting plateTop-right:Intact peritheciaMiddle-left: Ascus showing spore arrangement(DIG) Middle-right: Ascospores, freeBottom: discharged ascospores(SEM)

Chaetomium

دی اکسید کلر

سفیدبرایابتدادروگردیدکشف1811سالدر

نامطلوببویوطعمبردنبینازوگندمآردکردن

عدبمدتی.گرفتمیقراراستفادهموردشهریآبدر

فادهاستموردچوبخمیرکردنسفیددرآنپتانسیل

موردصنعتیطوربهوشناختهسازیکاغذدر

.گرفتقراراستفاده

واکاویبهشروعتحقیقاتیهایمقاله1950سالاز

.دندنموکلراکسیددیباالیمیکروبیضدعملکرد

دی اکسید کلر

هتوجموردشدهانجامتحقیقاتخاطربهترکیبایناخیرهایسالدرشرب،بآعفونیضدبرایتریگستردهطوربهوگرفتهقراربیشترینظافت،گوشتوهامیوهجملهازهاغذامیکروبیآلودگیکاهش

دررسوباتولجنکنترلوکشیویروسغذایی،وپزشکیتجهیزات.گیردمیقراراستفادهموردآبکشیلوله

خارجونلیفترکیباتشکستندرفردیبهمنحصرتواناییکلراکسیددی.داردآبازفنلیطعموبوکردن

معدهمچنینوآمونیاکباپذیریواکنشعدمآنمطلوبویژگیدیگر.استهاکلروفنولوهاتریهالومتانتولید

مصرفکاهشبرایایگستردهطوربهفاضالبوآبصنعتدریمقراراستفادهموردهامرکاپتنوها،آلدئیدها،سیانیدها،سولفید.گیرد

دی اکسید کلر

مطالعهدرRosenblattو1987سالدرRidenour1949سالدرشتریبیکشیاسپورفعالیتدارایکلراکسیددیکهگردیدمشخص

یداسیوناکسعملدرآنباالترتواناییخاطربهاینواستکلربهنسبت.است

Harakehاکسیددیازهاییمحلولتاثیر1985سالدرهمکارانوبررسیموردهنومونیکلبسیالوانتروکولیتیکایرسینیاعلیهبرراکلر

.دادندقرار

Bermanیدکهداشتندبیانتحقیقاتیطی1984سالدرهمکارانوضدفعالیتثانیه15ازترکمدرو10معادلpHدرکلراکسید

.داردخوبیویروسی

ضدیککلراکسیددیکهدادنشانمطالعاتازدیگریمجموعهروسوییکهمچنینکلراکسیددی.استآببرایموثرکنندهعفونی

موثرسیاربآبدرکریپتوسپوریدیمهایااسیتعلیهبروبودهقویکشاکسیددیاثرpHافزایشباکهدادنشانمطالعاتمجموعهاین.است.کندنمیپیداکاهشکلر

دی اکسید کلر

بیشتریپزشکتجهیزاتکردناستریلدرکلراکسیددیکاربرداخیرایحتکهدهدمینشانشدهانجاممطالعات.استگرفتهقرارتوجهمورد

خاصیتکلراکسیددی(لیتردرگرممیلی20)پایینهایغلظتدر.داردقویکنندگیاستریل

ازیسفعالغیردرنسبیرطوبتاهمیتبرمطالعاتازدیگریگروهرابیشتریادرصد50نسبیرطوبتوداشتهاذعانهامیکروب.دانندمیمطلوب

بهشروعتکنولوژیبرناردشرکت1990سالازبزرگگامیکدرازیسریکشاملتولیدخطاین.نمودمیکروسفیرتولیدخطتوسعه

شدهکنترلرهایشبااختصاصیزدایبوومیکروبیضدمحصوالت.کنندمیایجادرامیکروسفیرموضعیهایمحیطکههستند

شیمی حالت جامد میکروسفیر

کلراکسیددیبهکلریتسدیمتبدیلپایهبرسیستماینمانیزتبدیلاین.استاستوارآزادکلرتولیدبدونبا(یتکلرسدیماز)کلریتهاییونکهافتدمیاتفاقهاواکنشاین.شونداسیدیمختلفاسیدیهایگروه

محیطدرموجودرطوبتکهشوندمیآغاززمانیسیستمدرموجودگریزآبترکیباتبا(غذا)

شکیلتواکنشایننتیجه.دهدمیواکنشمیکروسفیرریتکلتبدیلبرایآبدوستفازباکهاستاسیدی

.دهدمیواکنشکلراکسیددیبهیونومریک

شیمی حالت جامد میکروسفیر

لرساختار شیمیایی و نحوه عملکرد دی اکسید ک

یار شبیه یون کلریت و دی اکسید کلر از نظر شیمیایی بس

.بوده و اغلب یکسان تلقی می گردند

لرساختار شیمیایی و نحوه عملکرد دی اکسید ک

تاسنشدهشناختهخوبیبهکلراکسیددیعملکردنحوه.

استآزادرادیکالصورتبهطبیعتدرکلراکسیددی.

داردباالییکنندگیاکسیدخاصیتکلراکسیددی.

کلراکسیددیباراحتیبهخاص،اسیدآمینو4حداقل

.دهندمیواکنش

2تیروزینوتریپتوفان:شاملآروماتیکآمینهاسید

2متیونینوسیستئین:شاملگوگردیآمینهاسید

لرساختار شیمیایی و نحوه عملکرد دی اکسید ک

ازغنیعمنابتیروزینوتریپتوفانحلقویساختارهای

وسطتتوانندمیهاالکتروناینکههستند،الکترون

.بیفتنددامبهکلراکسیددیمثلقویهایکنندهاکسید

لرساختار شیمیایی و نحوه عملکرد دی اکسید ک

بهوبودهمنفیباردارایهمدارگوگردهایاسیدآمینو

.دهندمیالکترونراحتی

هبجدیآسیبباعثاسیدهاآمینواینبهاکسیداتیوحمله

منزلهبههامولکولاینکهچراشود،میسلولهاعملکرد

.باشندمیهاپروتئینبرایساختمانیهایآجر

آنینبموجودپیوندهایها،اسیدآمینوشدناکسیدباواقعدر

ازهانپروتئیوشدهشکستهسولفیدیدیهایپیوندمثلها

بهاینکهدهندمیدستازراخودعملکردهاآنزیمجمله

.استمیکروبیسلولتخریبمنزله

نحوه عملکرد دی اکسید کلر

خصوصیات اجزای میکروسفیر

فردبهرمنحصرسیدهثبتبهاختراعیکمیکروسفیرسیستم.استخشکپودریکصورتبهکهاست

بهولیماندمیپایدارباشدخشککهزمانیتاپودراینمیفعالمحیطهوایرطوبتمعرضدرگرفتنقرارمحض

.شود

درنیاز،بامتناسبتواندمیکلراکسیددیشدهکنترلرهایشهایغلظتدروماههچندتاساعتهچندزمانیبازهیک

.بگیردصورتppmهاصدتا1ppmازترکمازمختلف

ترمکهایرطوبتبرایتواندمیسیستماینطراحیهمچنین.بگیردصورتدرصد75ازتربیشتادرصد20از

مراحل تولید فیلم حاوی میکروسفیر

فیرمیکروسسیستمکردنخشکومیکرونه:1مرحله

پودر. .شودمیتبدیلریزبسیارذراتبهمیکروسفیر1

پودر. کمتررطوبتدرساعت24طیشدهمیکرونه2.شودمیخشکدرصد4از

پودر. دستگاهبه(MS2500)شدهخشکومیکرونه3.شودمیمنتقلمستربچکنندهتولید

تاراکلریتغلظتکردنخشکومیکرونهمراحل.دهدمیکاهشصددر50

فیرمیکرونه و خشک کردن سیستم میکروس

مراحل تولید فیلم حاوی میکروسفیر

میکروسفیرهایمستربچتولید:2مرحله

پلت. .میشوداضافهدستگاهبهLDPEپلیمریرزینهای1

افزودن. .دستگاهبهنظرموردنسبتباMS2500پودر2

تولید. ازدرصد10حدودهممرحلهایندرکهمذاب،پلیمر3.میشودکاستهرطوبتازهممقداریوکلریتغلظت

ترکیب. ازوشدهگیریقالبهاییپلتصورتبهشدهذوب4.شودمیخارجدستگاه

پلت. وبندیبستهنقلوحملیانگهداریبرایوشدهخنکها5.شوندمیآماده

پودرحاویدرصد50تاتوانندمیمیکروسفیرمستربچهایپلتMS2500باشند.

LDPEپلت های رزین پلیمری

مراحل تولید فیلم حاوی میکروسفیر

مراحل تولید فیلم حاوی میکروسفیر

فیلمتولید:3مرحله

ابتدا. اهدستگاختیاردرمذابرزینپلیمرمقداری1

.میگیردقرارغلطکیدویایکاکسترودر

پلت. ستگاهداختیاردرمناسبنسبتبامستربچهای2

.میگیرندقرار

فیلم. بندیهبستوپیچیدهتجاریهایسایزدرنازک3

.شودمی

مراحل تولید فیلم حاوی میکروسفیر

مراحل تولید فیلم حاوی میکروسفیر

عالخصوصیات میکروسفیر در حالت غیر ف

بوبدونورنگسفیدهایگرانولیاپودرصورتبه

انفجاریغیرواشتعالقابلغیر

خوشبووکشیمیکروبها،باکتریرشدتوقف

شدنفعالازپسکنندگی

آنمدتطوالنینگهداریامکانکهپایدارمفیدعمر

کندمیفراهمانباردررا

دفعبرایزیستمحیطباسازگاری

فیرخصوصیات فیلم های فعال شده میکروس

انیسمارگمیکروازایگستردهطیفعلیهباالفعالیت

اسپورحالتدرچهورویشیحالتدرچهها

ازوسیعیطیفدرفعالیتpH

دارکلرزائدوجانبیموادتولیدعدم

ترطوبافزایشبامیکروبیضدفعالیتافزایش

صورتبهکلراکسیددیتولیدامکانآوردنفراهم

دلخواهومختلفغلظتهایدرومدتطوالنیومداوم

ایمن بودن استفاده از دی اکسید کلر

رکیباتتبودنسمیغیرزمینهدرتحقیقاتازبسیاری

.استگرفتهانجامکلراکسیددی

بهتوانمیشدهانجامشناسیسمهایآزمونجملهاز

آشامیدنی،آبطریقازکلراکسیددیمصرف

دضخون،داخلبهتزریقبافتی،کشتبهافزودن

یرزبهتزریقحشرات،تخمضدعفونیبذر،عفونی

بههمچنینوموشمغزداخلوحیواناتپوست

.کرداشارهگیاهانساقهداخلتزریق

ایمن بودن استفاده از دی اکسید کلر

100زابیشکنونتاآب،حوزهدرآمریکاتحقیقاتیموسساتانجامبهکلراکسیددیسمیتدربارهرامطالعهومقاله

.اندرسانده

سدیمتکلریبلعیدناثراتدربارهزیادیشدهکنترلمطالعاتلیتردرگرممیلی1000تا1هایغلظتباکلراکسیددیو

.استگرفتهصورتحیواناترویبر

عتسربهمصرفازبعدکلریتیونهموکلراکسیددیهم.شوندمیمتابولیزهبدندر

هبوادرارطریقازکلر،بیشترکهدهدمینشانآزمایشاتصورتبههمکمیمقداروشودمیدفعکلریونصورت

.گرددمیدفعبدنازکلریتیون

ایمن بودن استفاده از دی اکسید کلر

تابررسی،یکدرppm24محلولصورتبهکلراکسیددیاز

.یدنگردمشاهدهجانبیعارضههیچکهشدمصرفداوطلبافرادتوسط

صناقومثلتولیدرویکلراکسیددیاثردربارههمزیادیمطالعات

مبنیشواهدیگونههیچاساساینبر.استگرفتهصورتزاییالخلقه

وشیدننطریقازکلراکسیددیمصرفاثربرجنیندرنقصایجادبر

.نداردوجودppm100غلظتتاپوستیتماسیا

سرخهایگویچهدراصلیطوربهمسمومیتمدتطوالنیمصرفبا

1000ماه6مدتظرفومزمنطوربهکههاییرت.گرددمیایجاد

خونیتغییراتکردند،مصرفراکلراکسیددیازلیتردرگرممیلی

هایگوچهتعدادماه9ازبعدحالاینبا.ندادندنشانرامشخصی

کاهشآزمایشموردهایگروههمهدرهموگلوبینوهماتوکریتسرخ،

.یافت

ریکاوضعیت قانونی دی اکسید کلر در آم

یدازاستفادهدربارهراقوانینیآمریکادرمتعددیدولتیهایارگان.اندکردهتصویبوتنظیمکلریت،سدیموکلراکسید

مورداغذنگهداریونقلوحملبندی،بستهدرسدیمکلریتازاستفاده.استتایید

هیزاتتجکنندهعفونیضدعنوانبهکلراکسیددیمحلولازاستفاده.استشدهشناختهایمنپزپلومثلغذافراوری

بهوآردوگیالسکردنسفیدبرایتواندمیهمچنینکلراکسیددیوطیورفراوریبرایاستفادهموردآبدرمیکروبیضدعاملعنوانودهشکندهپوستزمینیسیبسبزیجات،وهامیوهشویوشستبرای

.شوداستفادهقرمزگوشت

فونیعضدبرایکلراکسیددیازاستفادهآمریکاکشاورزیدپارتماندهکننخنکهایسیستموبخارخطوطگوشتی،هایجوجهسطوح،تمام.استکردهتاییدرا

عفونیضددرکشمیکروبعنوانبهکلراکسیددیازاستفاده.استشدهشناختهمجازمجدد،استفادهبرایهمودیالیزتجهیزات

ش مقایسه اثر ضد باکتریایی زیست ک

های مختلف از جمله دی اکسید کلر

Takayamaباکتریاییضداثرایمطالعهطیهمکارانو

درآنجنتایکهکردنبررسیرامختلفکنندهضدعفونیچند

.استشدهارئهبعدصفحهجدول

معرضدرمدتبرایکشیباکتریغلظتحداقلجدولاین

.دهدمینشانppmحسببررادقیقه5/2گیریقرار

یدکشیباکتریغلظتحداقلکهاستآنازحاکینتایج

کنندهعفونیضدسایرازترکممشخصیطوربهکلراکسید

.استها

ش مقایسه اثر ضد باکتریایی زیست ک

های مختلف از جمله دی اکسید کلر

ش مقایسه اثر ضد باکتریایی زیست ک

های مختلف از جمله دی اکسید کلر

یمکهاستاینمیکروسفیرفناوریهایبرتریازیکی

بستهودهشترکیببندیبستهبرایاستفادهموردموادباتواند

درارگازیفازباکوچککشیباکتریمحیطیکنیازبه

.کندایجادبندیبستهداخل

امااندممیفعالغیرمیکروسفیرغذا،بندیبستهازقبلتا

شدهفعالغذاازناشیرطوبتمعرضدرگرفتنقرارازبعد

کهندکمیکلراکسیددیگازشدهکنترلتولیدبهشروعو

.کندمیکنترلراهامیکروبازایگستردهطیفرشد

رهایش کنترل شده دی اکسید کلر

References

Wilson, Charles L., and Samir Droby, eds. Microbialfood contamination. Crc Press, (2000): 5-15.

Benarde, Melvin A., Bernard M. Israel, Vincent P.Olivieri, and Marvin L. Granstrom. "Efficiency ofchlorine dioxide as a bactericide." AppliedMicrobiology 13, no. 5 (1965): 776-780.

Gordon, Gilbert, Robert G. Kieffer, and David H.Rosenblatt. "The chemistry of chlorine dioxide."Progress in Inorganic Chemistry, Volume 15 (2007):201-286.

For more reading

Du, Jinhua, Y. Han, and R. H. Linton. "Inactivation by chlorinedioxide gas (ClO 2) of Listeria monocytogenes spotted ontodifferent apple surfaces." Food Microbiology 19, no. 5 (2002):481-490.

Du, J., Y. Han, and R. H. Linton. "Efficacy of chlorine dioxidegas in reducing Escherichia coli O157: H7 on apple surfaces."Food Microbiology 20, no. 5 (2003): 583-591.

Gómez-López, Vicente M., Andreja Rajkovic, Peter Ragaert,Nada Smigic, and Frank Devlieghere. "Chlorine dioxide forminimally processed produce preservation: a review." Trendsin Food Science & Technology 20, no. 1 (2009): 17-26.

Mahmoud, Barakat SM, A. R. Bhagat, and Richard HowardLinton. "Inactivation kinetics of inoculated Escherichia coliO157: H7, Listeria monocytogenes and Salmonella enterica onstrawberries by chlorine dioxide gas." Food Microbiology 24,no. 7 (2007): 736-744.

For more reading

Zhou, Siyuan. "Feasibility study of novel gaseouschlorine dioxide generating method for pathogeninhibition on fresh produce." PhD diss., RutgersUniversity-Graduate School-New Brunswick, 2015.

Wu, Vivian Chi-Hua. "Synergistic Effect of MultipleLow-dosage Chemical Sanitizers Used at IndustrialPractical Treatment Times in Combination withFreezing Against Foodborne Pathogens onBlueberries." In IAFP 2016 Annual Meeting. Iafp,2016.

Park, Sang-Hyun, and Dong-Hyun Kang."Antimicrobial effect of chlorine dioxide gas againstfoodborne pathogens under differing conditions ofrelative humidity." LWT-Food Science andTechnology 60, no. 1 (2015): 186-191.