< Terug naar vorige pagina

Project

Cold Atmospheric Plasma for food decontamination

Ondanks vele inspanningen, worden jaarlijks een hoog aantal voedselvergiftigingen gemeld. Om de microbiologische veiligheid van hittegevoelige producten te garanderen, zonder de voedingseigenschappen te wijzigen, ontstond een zoektocht naar milde decontaminatietechnologiën (bv., koud atmosferisch plasma (KAP)). Hoewel de mogelijkheden van KAP voor decontaminatie van levensmiddelen reeds werden aangetoond, zijn herhaalbare en algemene studies, die focussen
op fundamenteel niveau onbestaande. Dit proefschrift bestudeert, aan de hand van modelsystemen, de impact van intrinsieke en extrinsieke factoren op de KAP-efficiëntie, (i) gedurende inactivatie en (ii) gedurende bewaring.
Allereerst werd het microbieel groeigedrag van Salmonella Typhimurium and Listeria monocytogenes in kaart gebracht, rekening houdend met het effect van alle intrinsieke en extrinsieke factoren, die bestudeerd werden in dit proefschrift: (micro)structuur (door het bestuderen van de invloed van de groeimatrix en de drager gedurdende CAP behandeling), zoutconcentratie, suboptimale pH, en suboptimale temperatuur. Algemeen werd de impact van intrinsieke en extrinsieke voeding gerelateerde factoren op de groeidynamieken voor deze belangrijke voedingspathogenen aangetoond. Verder werd het belang van het mee in rekening brengen in predictieve modellen van de factor (micro)structuur geïllustreerd. Afhankelijk van de (statische) omgevingscondities, hebben oppervlaktekolonies vaak gelijkaardige of hogere groeisnelheden dan planktonische cellen. Dit duidt op het feit dat voor bepaalde statische condities, de beschikbaarheid van zuurstof belangrijker
is dan de (micro)structuur. De resultaten verworven in dezeeerste doelstelling dienden als input voor alle KAP-gerelateerde experimenten.
Ten tweede, werd de KAP-opstelling ontwikkeld en het volledige systeem geoptimaliseerd. Een omsloten DBD-elektrode werd geselecteerd, werkend op een gasmengsel van helium en zuurstof. Alle andere parameters gerelateerd aan de KAP-opstelling (bv., voltage of afstand) of modelsystemen (vb. microbiële lading) werden geoptimaliseerd in dit deel van het proefschrift. Eveneens werd de impact van de KAP-behandeling op de voedingseigenschappen (pH, aw en (micro)structuur) bepaald. Aangezien de experimentele metingen aantoonden dat het effect van KAP op de modelsystemen minimaal was, werd verondersteld dat de waargenomen microbiële inactivatie kan toegewezen worden aan het directe effect van de KAP componenten.
Vervolgens werd het microbieel gedrag gedurende KAP-inactivatie, en het effect van intrinsieke factoren op de inactivatiekinetieken, bestudeerd. Er werd besloten dat (i) de voedsel(micro)structuur, uitgedrukt door zowel de microbiële groeimorfologie als de drager gedurende inactivatie, en ook (ii) de zoutconcentratie en de pH van het
medium een invloed hebben. In het algemeen induceren stresserende intrinsieke factoren cellen die erg resistent kunnen zijn tegen KAPbehandeling. Deze studie toont het belang aan van kennis te hebben over de eigenschappen van het doel-voedingsproduct, om zo de finale KAP-efficiëntie te kunnen voorspellen.
Tot slot werd het microbieel gedrag gedurende de bewaring onderzocht, opnieuw rekening houdend met de invloed van de set intrinsieke factoren zoals hierboven beschreven. Meer bepaald werden twee bewaringstemperaturen (koel- en kamertemperatuur) beoordeeld met als doel het quantificeren van het effect van extrinsieke factoren na behandeling met KAP. De houdbaarheid na behandeling hangt duidelijk af van intrinsieke en extrinsieke factoren (bv. het gunstige effect van een lage bewaartemperatuur). In het algemeen wordt de houdbaarheid significant verlengd door de KAP-behandeling, hetgeen de mogelijkheden voor het gebruik van KAP in de voedingsindustrie versterkt.
Ter conclusie bevestigt dit proefschrift dat KAP een beloftevolle technologie is voor decontaminatie van levensmiddelen. De KAP-efficiëntie wordt echter sterk beïnvloed door verschillende factoren. Niet enkel wordt het succes van de behandeling bepaald door het doel microorganisme en door verschillende KAP-gerelateerde variabelen, ook de voedingseigenschappen en bewaarcondities dienen eveneens grondig in acht genomen te worden om een succesvolle behandeling te garanderen. De informatie verworven in dit proefschrift is essentieel voor de verdere ontwikkeling van de KAP-technologie, betreffende zijn verdere toepassing binnen de voedingsindustrie.

Datum:1 okt 2012  →  22 mei 2017
Trefwoorden:cold atmospheric plasma, food safety
Disciplines:Katalytische reactietechnieken, Chemisch productontwerp en formulering, Algemene chemische en biochemische ingenieurswetenschappen, Process engineering, Scheidings- en membraantechnologie, Transportfenomenen, Andere (bio)chemische ingenieurswetenschappen
Project type:PhD project