Novel preservation strategies for microbial decontamination of fresh-cut fruit and vegetables

Abstract

La bioconservació, així com els mètodes químics i físics, es van avaluar per controlar patògens de transmissió alimentària en productes vegetals mínimament processats. La investigació dels mecanismes d'acció de Pseudomonas graminis CPA-7 va revelar que la seva activitat bioconservadora s'exerceix a través de la combinació de la competència, el deteriorament de les capacitats de colonització dels patògens i l'activació de la resposta defensiva de l'hoste vegetal. Com enfocament físic, es va avaluar la llum ultraviolada C acoblada a immersió (WUV), en aigua i en àcid peroxiacètic (PAA), per descontaminar vegetals mínimament processats. WUV va reduir la microbiota nativa i els patògens inoculats del bròquil i de verdures de fulla, així com va millorar les propietats bioactives del bròquil. Una altra tecnologia física avaluada per a la descontaminació del bròquil va ser la llum polsada, sense mostrar idoneïtat. Finalment, es va avaluar la combinació de WUV, PAA i CPA-7 per a la descontaminació de verdures de fulla, millorant sinergísticament l'efecte inhibidor sobre el creixement de Salmonella enterica depenent de la matriu. En resum, la biopreservació i l’aplicació de WUV són tecnologies prometedores, alternatives al clor, que actuen a través de múltiples mecanismes i es poden implementar per millorar la qualitat microbiològica i les propietats bioactives dels productes mínimament processats.

La bioconservación, así como métodos químicos y físicos, se evaluaron para controlar patógenos transmitidos por los alimentos en productos vegetales mínimamente procesados. La investigación de los mecanismos de acción de Pseudomonas graminis (CPA-7) reveló que su actividad bioconservadora se ejerce a través de la combinación de la competencia, del deterioro de las capacidades de colonización de los patógenos y de la activación de la respuesta defensiva del hospedante vegetal. Como enfoque físico, se evaluó la luz ultravioleta C acoplada a inmersión (WUV), en agua y en ácido peroxiacético (PAA), para descontaminar vegetales mínimamente procesados. WUV redujo la microbiota nativa y los patógenos inoculados en brócoli y verduras de hoja, y además mejoró las propiedades bioactivas del brócoli. Otra tecnología física: la luz pulsada, se ensayó para la descontaminación del brócoli sin mostrar idoneidad. Finalmente, se evaluó la combinación de WUV, PAA y CPA-7 para la descontaminación de verduras de hoja. Esta estrategia mejoró sinergísticamente el efecto inhibidor de CPA-7 sobre el crecimiento de Salmonella enterica dependiendo de la matriz. En resumen, la biopreservación y la aplicación de WUV son tecnologías prometedoras, alternativas al cloro, que actúan a través de múltiples mecanismos y que pueden implementarse para mejorar la calidad microbiológica y bioactiva de los vegetales mínimamente procesados.

Biopreservation as well as chemical and physical methods were essayed to control foodborne pathogens in fresh-cut fruit and vegetables. The investigation of the action mechanisms of Pseudomonas graminis (CPA-7) revealed that its biopreservative activity is exerted through the combination of competition, the impairment of pathogen’s colonization abilities and the activation of the plant-host's defense response. As a physical approach, water-assisted UV-C (WUV) was evaluated, alone and combined with peroxyacetic acid (PAA), for the decontamination of fresh-cut vegetables. It was effective for reducing native microbiota and inoculated pathogens in fresh-cut broccoli and leafy greens, as well as for enhancing the bioactive content in broccoli. Another physical technology: pulsed light was essayed for decontamination of broccoli, showing no suitability. Finally, the combination of WUV, PAA and CPA-7 was evaluated for decontamination of leafy greens, showing a synergistic enhancement of the inhibitory effect of CPA-7 on S. enterica growth depending on the matrix. In summary, biopreservation and WUV are promising alternative-to-chlorine technologies, which act via multiple mechanisms, and can be implemented to improve the microbiological and nutritional quality of fresh-cut produce.