Even though chlorine dioxide ($ClO_2$) is utilized in a pre-treatment due to its effective sterilizing activity for microorganisms and its safety for food, it has a limitation in maintaining freshness of the food product. In this study, a low-concentration $ClO_2$ gas was produced in a packaging form of air-permeable gel pack so that it could be released continuously over several days. The amount of $ClO_2$ gas emission and microbial inactivation effect against foodborne pathogens were measured during the release of $ClO_2$ gas. As a result of measuring the change of color in order to confirm whether the chlorine dioxide gas was eluted in the form of a sustained release, the yellowness was significantly higher at higher gel pack concentration and higher value during storage periods. The slow-released $ClO_2$ gel-pack showed clear inactivation effect against Escherichia coli and Staphylococcus aureus with 99.9% inactivation efficiency. As a result of measuring the sterilization effect of Listeria monocytogenes by the concentration of chlorine dioxide gas, the sterilization effect was increased as the concentration was increased. Therefore, the slow-released $ClO_2$ gel-pack is feasible to apply for industry usages.
Purpose: The purpose of this study is to demonstrate inactivation effect of UVA-LED ultraviolet radiation upon Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus which are the major bacteria causing eye diseases. Methods: The small sterilization device was made using UVA-LED of 400 nm. After Pseudomonas aeruginosa was diluted to $10^{-7}$ and Staphylococcus aureus to $10^{-5}$ and diluted solutions were put onto each liquid medium. They were irradiated by 400 nm of UVA for different amount of time; 15 min, 30 min, 60 min, 120 min, 240 min, 360 min and 480 min each. Results: The data from sterilization test was solved to regression line equation and the target log inactivation was obtained. The 3 log inactivation UV irradiation value of Pseudomonas aeruginosa was 54,847 UV dose ($mJ/cm^2$) and irradiation time was 135.42 min while the 3 log inactivation of Staphylococcus aureus was 39,066 UV dose ($mJ/cm^2$) and irradiation time was 98.72 min. Conclusions: The inactivation effect of sterilization method using 400 nm of UVA-LED upon Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus has been verified and it is considered as a useful method in inactivating the contact lenses.
Park, Hyong Seok;Yang, Jungwoo;Choi, Hee Jung;Kim, Kyoung Heon
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.27
no.7
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pp.1209-1215
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2017
Microwave sterilization was performed to inactivate the spores of biofilms of Bacillus cereus involved in foodborne illness. The sterilization conditions, such as the amount of water and the operating temperature and treatment time, were optimized using statistical analysis based on 15 runs of experimental results designed by the Box-Behnken method. Statistical analysis showed that the optimal conditions for the inactivation of B. cereus biofilms were 14 ml of water, $108^{\circ}C$ of temperature, and 15 min of treatment time. Interestingly, response surface plots showed that the amount of water is the most important factor for microwave sterilization under the present conditions. Complete inactivation by microwaves was achieved in 5 min, and the inactivation efficiency by microwave was obviously higher than that by conventional steam autoclave. Finally, confocal laser scanning microscopy images showed that the principal effect of microwave treatment was cell membrane disruption. Thus, this study can contribute to the development of a process to control food-associated pathogens.
Effect of improvement of the dielectric barrier discharge (DBD) plasma system on the inactivation performance of bacteria were investigated. The improvement of plasma reactor was performed by combination with the basic plasma reactor and UV process or combination with the basic plasma reactor and circulation system which was equipped with gas-liquid mixer. Experimental results showed that tailing effect was appeared after the exponential decrease in basic plasma reactor. There was no enhancement effect on the Ralstonia Solanacearum inactivation with combination of basic plasma process and UV process. The application of gas-liquid mixing device on the basic plasma reactor reduced inactivation time and led to complete sterilization. The effect existence of gas-liquid mixing device, voltage, air flow rate (1 ~ 5 L/min), water circulation rate (2.8 ~ 9.4 L/min) in gas-liquid mixing plasma, plasma voltage and UV power of gas-liquid mixing plasma+UV process were evaluated. The optimum air flow rate, water circulation rate, voltage of gas-liquid mixing system were 3 L/min, 3.5 L/min and 60 V, respectively. There was no enhancement effect on the Ralstonia Solanacearum inactivation with combination of gas-liquid mixing plasma and UV process.
Intense pulsed light(IPL) has been highlighted as an innovative nonthermal sterilization technology that can kill spoilage or pathogenic microorganisms by using short-duration pulses of intense broad-spectrum electromagnetic radiation. This paper examines the inactivation effects of IPL on Listeria monocytogenes, Escherichia coli O157:H7, and Pseudomonas aeruginosa inoculated on seafood products such as salmon, flatfish, and shrimps and evaluates the possibility of extending the shelf-life of seafood products. The results indicate that the inactivation of microorganisms increased with an increase in IPL energy density($J/cm^2$) and a decrease in the distance between the sample surface and the lamp. In addition, temperature increases on the fish fillets during the treatments were well controlled within the range of 5.7~$9.8^{\circ}C$. The IPL treatment had a significant positive effect on the storage stability of seafood products at the storage temperature of $4^{\circ}C$ for 12 days. These results suggest that the storage period for fish fillets can be extended from 4 days to 6~8 days through the IPL treatment.
The purpose of this study was to investigate the inactivation effect of intense pulsed light (IPL) on Micrococcus roseus, an irradiation-resistant bacterium isolated from laver, and the commercial feasibility of this sterilization method on dried laver. The inactivation of M. roseus in cultivated plates increased with increasing light intensity and treatment time. Approximately 6.6 log CFU/mL reduction of the cell viability was achieved with IPL treatment for 3 min at 1,000 V of light intensity, tailing was not shown. In addition, the inactivation rate of M. roseus increased with increasing pulse number at same light intensity and treatment time. The killing efficiency for M. roseus increased with by decreasing the distance between the light source and the sample surface.
The present study was designed to examine the effect of ozone treatment in microencapsulated ${\beta}$-galactosidase on inactivation of the enzyme and sterilization of microorganism. The efficiency was the highest as 78.4% when the ratio of polyglycerol monostearate (PGMS) was 15:1. Activities of lactase remaining outside the capsule were affected by ozone treatment. With the increase of ozone concentration and duration of ozone treatment, the activity reduced significantly. In sensory aspect, with 2% microcapsule addition, no significant difference in sweetness was found compared with a market milk during 12 d storage. Above result indicated that the additional washing process of lactase was not necessary to inactivate the residual enzyme. In a subsequent study, the vegetative cells of microorganisms were completely killed with 10 ppm for 10 min treatment by ozone. The present study provides evidence that ozone treatment can be used as an inactivation and a sterilization process. In addition, these results suggest that acceptable milk products containing lactase microcapsules made by PGMS can be prepared with ozone treatment.
Atmospheric-pressure nonthermal corona discharge plasma was applied to the sterilization of biologically contaminated scoria powder. Escherichia coli (E. coli) culture solution was uniformly sprayed throughout the scoria powder for artificial inoculation, which was well mixed to ensure uniformity of the batch. The effect of the key parameters such as discharge power, treatment time, type of gas and electrode distance on the sterilization efficiency was examined and discussed. The experimental results revealed that the plasma treatment was very effective for the sterilization of scoria powder; 5-min treatment at 15 W could sterilize more than 99.9% of E. coli inoculated into the scoria powder. Increasing the discharge power, treatment time or applied voltage led to an improvement in the sterilization efficiency. The effect of type of gas on the sterilization efficiency was in order of oxygen, synthetic air (20% oxygen) and nitrogen from high to low. The inactivation of E. coli under the influence of corona discharge plasma can be explained by cell membrane erosion or etching resulting from UV and reactive oxidizing species (oxygen radical, OH radical, ozone, etc.), and the destruction of E. coli cell membrane by the physical action of numerous corona streamers.
Su-Ji Kim;Sanghyun Ha;Yun-Mi Dang;Ji Yoon Chang;So Yeong Mun;Ji-Hyoung Ha
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.34
no.3
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pp.622-633
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2024
For quality standardization, the application of functional lactic acid bacteria (LAB) as starter cultures for food fermentation is a well-known method in the fermented food industry. This study assessed the effect of adding a non-thermally microbial inactivated starter culture to kimchi, a traditional Korean food, in standardizing its quality. In this study, pretreatment based on sterilization processes, namely, slightly acidic electrolyzed water (SAEW) disinfection and ultraviolet C light-emitting diode (UVC-LED) of raw and subsidiary kimchi materials were used to reduce the initial microorganisms in them, thereby increasing the efficiency and value of the kimchi LAB starter during fermentation. Pretreatment sterilization effectively suppressed microorganisms that threatened the sanitary value and quality of kimchi. In addition, pretreatment based on sterilization effectively reduced the number of initial microbial colonies in kimchi, creating an environment in which kimchi LAB starters could settle or dominate, compared to non-sterilized kimchi. These differences in the initial microbial composition following the sterilization process and the addition of kimchi LAB starters led to differences in the metabolites that positively affect the taste and flavor of kimchi. The combined processing technology used in our study, that is, pre-sterilization and LAB addition, may be a powerful approach for kimchi quality standardization.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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