Наноинженерия ищет альтернативы для снижения бактериальной обсеменённости свежих продуктов
Почти половина пищевых отравлений в США в период с 1998 по 2008 год была связана с заражёнными свежими продуктами. Предотвращение и контроль бактериального заражения свежих продуктов критически важны для безопасности пищевых продуктов. Текущая стратегия — промышленная мойка продукции в воде с хлором. Однако из-за неэффективности дезинфицирующих средств существует острая необходимость в поиске альтернативных антимикробных средств, особенно природного происхождения.
Исследователи из Университета Уэйна Стейта изучают натуральные, безопасные альтернативные антимикробные средства для снижения бактериального заражения. Эфирные масла растений, такие как масла тимьяна, орегано и гвоздики, обладают сильным антимикробным действием, но их использование в защите продуктов питания ограничено из-за низкой растворимости в воде. Команда под руководством Ифана Чжана, доктора философии, доцента кафедры питания и пищевых наук, исследовала способы создания наноэмульсий для повышения растворимости, стабильности и, как следствие, антимикробной активности эфирных масел.
«Многие исследования эффективности эфирных масел проводились на продуктах, полученных смешиванием несмешиваемых масел с водой или фосфатным буферным солевым раствором. Однако из-за гидрофобной природы эфирных масел органические соединения из продуктов могут снижать дезинфицирующий эффект или продолжительность действия этих масел. Наша команда стремилась найти новый подход для подавления этих бактерий с использованием масла орегано — одного из наиболее эффективных эфирных масел», — сказал Чжан.
Чжан и его бывшая аспирантка Каника Бхаргава, ныне доцент Университета Центральной Оклахомы, обратились к Сандро да Роше, доктору философии, доценту кафедры химического машиностроения и материаловедения, чтобы изучить варианты.
«В нашем исследовании мы обнаружили, что масло орегано способно подавлять распространённые пищевые бактерии, такие как E. coli O157, Salmonella и Listeria, на искусственно заражённом свежем салате. Мы хотели изучить возможность наносистемы доставки масла, что является областью экспертизы доктора да Роши», — сказал Чжан.
Команда изначально рассматривала использование твёрдых полимерных наночастиц для доставки масла, но да Роша предложил использовать наноэмульсии.
«Мы посчитали, что наноэмульсии улучшат скорость высвобождения по сравнению с другими наноформами, а также способность пищевого поверхностно-активного вещества смачивать поверхность продукта. Нам удалось снизить количество L. monocytogenes, S. Typhimurium и E. coli O157 на свежем салате», — сказал да Роша.
Команда добавила, что, хотя работа ещё продолжается, их исследование показывает перспективность использования наноэмульсий эфирных масел в качестве натуральной альтернативы химическим средствам для контроля безопасности продуктов.
«Наше будущее исследование направлено на изучение антимикробных эффектов наноэмульсий эфирных масел в различных комбинациях, а также на поиск оптимальных пропорций каждого ингредиента при минимально возможных уровнях, необходимых для применения в пищевых продуктах, что в конечном итоге поможет сохранить вкус продукции».