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mercredi 17 août 2022

La technologie de la lumière pulsée tue efficacement des pathogènes dangereux, selon une nouvelle étude

«La technologie de la lumière pulsée tue efficacement les pathogènes dangereux selon une nouvelle étude», source Penn State.

Une nouvelle méthode de décontamination des aliments inactive les agents pathogènes tels que E. coli et Salmonella.

Une technique de désinfection des aliments à base de la lumière a réussi à éliminer plusieurs pathogènes dangereux dans une nouvelle étude menée par des chercheurs de Penn State.

La technique de la lumière pulsée est prometteuse en tant qu'alternative efficace aux technologies antimicrobiennes à base de produits chimiques, de la chaleur et de l'eau couramment utilisées dans l'industrie alimentaire - et pourrait être applicable plus généralement dans des environnements aseptisés tels que les hôpitaux, les installations de traitement de l'eau et les usines pharmaceutiques, selon des chercheurs.

Malgré les améliorations technologiques et une réglementation accrue, la contamination des aliments reste un problème mondial avec des implications majeures pour la santé publique, a expliqué Ali Demirci, professeur de génie agricole et biologique à Penn State et membre de l'équipe de recherche.

«Toute amélioration pour prévenir la maladie ou sauver des vies serait le meilleur résultat de cette recherche», a dit Demirci. «Nous voulons réduire à zéro le nombre de décès dus aux maladies d'origine alimentaire.»

L'étude, récemment publiée dans Journal of Food Engineering, a révélé que des impulsions ciblées de lumière à large spectre ont établi une réponse germicide chez E. coli, Salmonella Typhimurium, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus, des spores d’Aspergillus niger et de Penicillium roqueforti. L'étude a également défini le spectre et les caractéristiques énergétiques de la lumière pulsée et a constaté que le rayonnement ultraviolet jouait un rôle important dans le processus.

Les travaux ont été menés dans le laboratoire de Demirci en collaboration avec Ed Mills, professeur de sciences de la viande, et Josh Cassar, ancien doctorant en sciences animales, qui a depuis obtenu son diplôme et travaille comme consultant en sécurité des aliments.

«Je suis retourné à Penn State pour des études supérieures après avoir travaillé pour un transformateur de volailles, donc pour moi, la recherche était très appliquée ; nous voulions mettre cette technique sur le marché», a dit Cassar. «En termes de mise en œuvre de la technologie, nous avons continué à collaborer avec des entreprises partenaires pour intégrer cette technique dans leurs installations.»

Au cours des deux dernières décennies, le laboratoire a appliqué la technique à une série d'aliments, notamment des fruits, des graines, des céréales, du fromage, du lait, du jus de pomme et de multiples produits de volaille. L'équipe a même simulé les conditions de production pour tester la technologie sur des œufs, en utilisant un convoyeur conçu pour analyser le processus dans un environnement industriel, avec des lampes flash au xénon conçues pour fonctionner à l'échelle commerciale.

L'équipe a dit qu'elle espérait que cette technologie serait adoptée par l'industrie alimentaire le plus tôt possible en raison de son fort potentiel pour aider à rendre les aliments plus sûrs à consommer.

Depuis les années 1960, l'industrie alimentaire utilise la lumière ultraviolet (UV) de faible intensité comme traitement antimicrobien, a expliqué Mills. Les producteurs de viande utilisaient de faibles niveaux de lumière UV dans les installations de vieillissement de la viande, mais la technique ne pouvait être utilisée qu'à faible intensité sur une longue période.

«C'est un système complètement différent», a dit Mills. «Nous utilisons la lumière pulsée au lieu de la lumière continue, qui tire parti de l'énergie stockée dans une impulsion, afin que nous puissions fournir plus de puissance en moins de temps.»

La technique de l'équipe est conçue pour être déployée sur un convoyeur alimentaire, où des impulsions lumineuses seraient appliquées au produit lors de son passage. Le traitement délivre une intensité de lumière plus élevée, car il est pulsé, ce qui entraîne une plus grande réduction microbienne dans un laps de temps plus court que le traitement à la lumière UV conventionnel, a expliqué Mills.

«L'analogie que j'utilise est celle d’un barrage dans une rivière», a dit Demirci. «Vous ouvrez les vannes et il y a un éclair d'énergie. C'est ce que nous faisons avec la lumière.»

La lumière pulsée est une technologie émergente, qui pourrait servir d'alternative aux interventions antimicrobiennes actuelles dans l'industrie alimentaire, mais pourrait également être appliquée plus largement dans d'autres applications antimicrobiennes, a expliqué Cassar.

La lumière pulsée est un autre outil dans la boîte à outils», a-t-il dit. «Lorsqu'elle est utilisée dans un cadre approprié, elle peut compenser un désinfectant chimique ou un désinfectant à base d'eau. Comme pour toute nouvelle technologie, elle continuera à se développer et nous espérons qu'elle nous fournira un outil efficace et efficient pour la désinfection dans une gamme d'environnements et d'industries.

Le projet a été partiellement soutenu par l’USDA National Institute of Food and Agriculture (NIFA) Federal Appropriations. Xenon Corporation à Wilmington, Massachusetts, a également fourni une assistance technique.
Dans une expérience antérieure, l'équipe a conçu un nouveau convoyeur afin de tester sa méthode de décontamination dans un environnement industriel. Au fur et à mesure que les œufs tournent sur leur axe longitudinal, toute la surface de la coquille a été exposée à une énergie lumineuse UV pulsée. Crédit : Josh Casser/Penn State. Tous les droits sont réservés.

NB : Merci à Joe Whitworth de m’avoir signalé l'information sur cette technique qui fait parler d’elle depuis un moment.

Aux lecteurs du blog
La revue PROCESS Alimentaire censure pour une triste question d’argent les 10 052 articles initialement publiés gracieusement par mes soins de 2009 à 2017 sur le blog de la revue, alors que la revue a bénéficié de la manne de la publicité faite lors de la diffusion de ces articles. La revue PROCESS Alimentaire a fermé le blog et refuse tout assouplissement. Derrière cette revue, il faut que vous le sachiez, il y a une direction aux éditions du Boisbaudry, pleine de mépris, et un rédacteur en chef complice !

jeudi 14 janvier 2021

La technologie de lumière pulsée pour améliorer la sécurité sanitaire des œufs

Convoyeur de mirage d'œufs modifié fixé avec une lampe à lumière pulsée flash xénon.

«La technologie de lumière pulsée pour améliorer la sécurité sanitaire des œufs afin d’aider l'industrie de la volaille», source la Penn State.

Une nouvelle méthode de décontamination peut être utilisée avec les œufs de table et à couver.

La lumière pulsée (UVC) peut être une alternative efficace à certaines des technologies antimicrobiennes qui peuvent etre désormais utilisées par l'industrie avicole pour tuer les pathogènes sur les coquilles d'œufs, selon des chercheurs de Penn State, qui ont simulé les conditions de production pour tester la technologie.

Le chercheur Paul Patterson, professeur de science avicole au Collège des sciences agricoles, suggère que la technologie a des mérites pour une application commerciale dans l'industrie des œufs.

«Cette étude est unique parce qu'elle a étendu et appliqué des composants de la transformation standard des œufs à un convoyeur et des œufs désinfectés dans un cadre commercial», a-t-il dit. «En l'absence d'eau ou d'autres désinfectants chimiques, cette technologie a le potentiel de réaliser des réductions microbiennes significatives - égales ou supérieures - à celles de certaines technologies actuellement disponibles.»

Chaque année aux États-Unis, 287 œufs sont consommés en moyenne par personne et plus de 14,1 milliards d'œufs sont placés dans des incubateurs en écloserie pour produire des poussins destinés à l’industrie des œufs et des volailles de chair. En réduisant la charge microbienne sur les œufs, les épidémies de maladies d'origine alimentaire associées aux œufs et à la viande de volaille peuvent être réduites tout en préservant la santé des poussins.

L'industrie des œufs utilise actuellement des désinfectants et des détergents pour décontaminer les œufs et éliminer les débris physiques, tandis que la lumière UV de faible intensité a été utilisée comme étape antimicrobienne supplémentaire.

Cependant, la lumière pulsée est plus efficace, a expliqué le chercheur principal Josh Cassar, candidat au doctorat en science animale, car elle délivre une intensité de lumière UV plus élevée à la surface de la coquille d'œuf. Cela se traduit par une plus grande réduction microbienne en une période de temps plus courte que le traitement par lumière UV classique.

Dans cette étude, les surfaces des œufs en coquille ont été inoculées avec des souches de bactéries non pathogènes utilisées pour la recherche et ont été traitées avec de la lumière pulsée provenant d'une lampe flash xénon. Les œufs ont été exposés sur un convoyeur de transport d'œufs modifié qui a fourni une rotation complète des œufs sous la lampe flash.

Le nouveau convoyeur conçu pour l'expérience a joué un rôle déterminant dans l'obtention d'une décontamination acceptable, a noté Casser, ajoutant que les lampes flash xénon pouvaient être mises à l'échelle et personnalisées pour toute installation commerciale.

«Lorsque l'œuf tourne sur son axe long le long du chemin, toute la surface de la coquille est exposée à l'énergie de la lumière pulsée, et les 27 secondes d'exposition dans notre expérience ont abouti à une réponse germicide acceptable», a-t-il dit. «À trois impulsions par seconde, chaque œuf est exposé à près de 90 impulsions, et chaque impulsion a une durée de 360 microsecondes, une impulsion de durée extrêmement courte.»

Les chercheurs, qui ont récemment publié leurs résultats dans Poultry Science (l’article est disponible en intégralité -aa) ont découvert que le traitement par la lumière pulsée inactivait deux souches microbiennes différentes, une plus grande énergie entraînant une plus grande réponse germicide.

L'étude a également évalué les effets du traitement à la lumière pulsée des œufs à couver sur la croissance des embryons et des poussins. En utilisant le même système, quatre lots de 125 œufs fertiles ont été traités avec des intensités identiques et supérieures de lumière ultraviolette pulsée. Après le traitement, les œufs ont été placés dans un incubateur commercial dans des conditions d'incubation normales.

Image John Casser/Penn State

Le traitement à la lumière pulsée n'a pas eu d'effet significatif sur le pourcentage de fertilité, d'éclosion ou d'éclosion. De plus, il n'y avait aucun effet significatif sur les observations après l'éclosion, y compris la qualité de vie des poussins et le poids moyen des oiseaux à l'éclosion ou à 42 jours d'âge.

«Notre recherche soutient l'application de la lumière pulsée comme une intervention antimicrobienne efficace pour les œufs de table et à couver», a dit Cassar. «Si l'industrie des œufs adoptait la technologie de la lumière pulsée et l'appliquait dans ses opérations de transformation, la sécurité alimentaire serait améliorée en raison de la présence réduite de pathogènes à la surface des œufs. Et cela compte parce que 9% de toutes les maladies d'origine alimentaire aux États-Unis sont associées aux œufs.»

La technologie est particulièrement prometteuse car elle ne semble pas avoir de conséquences négatives sur la composante vitale des œufs d'incubation de l'entreprise, même à 10 fois l'intensité de la lumière UV utilisée dans l'étude sur les œufs de table, a souligné Patterson. Les couvoirs produisent le stock de remplacement pour les troupeaux d'œufs et de poulets de chair de l'industrie avicole, y compris les dindes.

«Nos recherches ont montré qu'il n'y a pas d'effets négatifs sur les œufs à couver et les embryons et poussins dérivés de ces œufs traités», a-t-il déclaré. «L'utilisation de la lumière pulsée avant incubation dans une écloserie améliorerait la santé des poussins, éviterait certaines des contraintes financières causées par la mauvaise qualité des poussins résultant d'une exposition précoce des poussins à des pathogènes microbiens, et pourrait améliorer la sécurité des aliments de la viande de volaille.»

Si l’on prend la conclusion de l’article précité, il est indiqué,

L'effet de la lumière pulsée sur l'éclosion n'a pas été concluant et devrait être évalué plus en détail. Ces résultats indiquent que la lumière pulsée est un traitement antimicrobien efficace pour tous les œufs, destinés à la consommation ou à l'incubation commerciale. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si les caractéristiques intérieures des œufs sont modifiées lorsque la lumière pulsée est délivrée à la surface extérieure de la coquille. Avant la mise en œuvre commerciale, il serait utile d'évaluer l'efficacité de la lumière pulsée en utilisant des souches pathogènes réelles qui pourraient être retrouvées sur les œufs.