Effetti della luce a led blu su popolazioni di batteri patogeni.

Già da diversi anni, gruppi separati di ricerca hanno cercato di capire come sfruttare la fisiologia batterica fotosensibile per poter individuare nuovi metodi di disinfezione. Ultimatamente, da qualche anno, alcuni gruppi di ricerca hanno concentrato gli sforzi sui LED a luce blu per studiarne i loro effetti germicidi. Alcune molecole delle cellule batteriche, infatti, si sono dimostrate particolarmente fotosensibili a certe lunghezze d’onda provocando, di fatto, la morte cellulare. Recentemente si è osservato che condizioni particolari (temperature di refrigerazione e ambiente acido) aumentano l’effetto germicida della luce blu. La speranza futura è che si possano sviluppare applicazioni in grado di sfruttare questa caratteristica per migliorare la conservazione degli alimenti.

Un gruppo di ricercatori della National University of Singapore del Food Science and Technology Programme ha letteralmente fatto “luce” sulle proprietà battericide che avrebbero i led a luce blu.

La refrigerazione è da sempre il metodo più ampiamente utilizzato per la corretta conservazione degli alimenti perché la maggior parte dei microrganismi non riescono crescere a bassa temperatura (o crescono molto lentamente). Tuttavia i batteri patogeni possono serenamente sopravvivere sugli alimenti durante la loro conservazione a temperatura refrigerata, il che potrebbe causare, in fasi di lavorazione successive, problemi di contaminazione e intossicazione alimentare.

Per risolvere questo problema, il prof YUK Hyun-Gyun ed i suoi studenti del Food Science and Technology Programme hanno testato l’effetto antibatterico di led blu (461 nm), verde (521 nm) e rosso (642 nm) su quattro agenti patogeni di origine alimentare compresi Escherichia coli O157: H7, Salmonella Typhimurium, Listeria monocytogenes e Staphylococcus aureus. Il team ha scoperto che i LED blu hanno un forte effetto antibatterico contro questi importanti patogeni. Mentre i LED blu riescono ad uccidere il 99,99-99,999% dei batteri entro 8 ore, i LED verdi sono letali solo per il 90-99%. I LED rossi invece non hanno prodotto alcun effetto antibatterico.

Già in passato esperimenti su batteri patogeni come Salmonella ed Escherichia coli hanno dimostrato che questi microrganismi sono vulnerabili alle lunghezze d’onda più corte della luce emessa da led blu. Vi sarebbero infatti molecole fotosensibili a tali lunghezze d’onda che influirebbero sulla vitalità batterica. L’esposizione alla illuminazione da luce blu LED può quindi iniziare un processo all’interno delle cellule che provoca in ultima analisi, la morte delle cellule. Oggi, il gruppo di scienziati ha scoperto che l’effetto microbicida è più potente a basse temperature (tra 4 ° C e 15 ° C) ed in condizioni leggermente acide.

In questo studio, il team ha messo tre importanti patogeni di origine alimentare – Listeria monocytogenes, Escherichia coli e Salmonella Typhimurium – sotto una illuminazione a LED blu, e contemporaneamente variato le condizioni di pH da acido a alcalino. Il team ha scoperto che l’inattivazione batterica aumenta in
condizioni di pH acidi.

Yuk HG

Un precedente studio nel 2013 dello stesso team aveva anche esaminato l’effetto della temperatura sulla capacità di LED blu di disattivare le batteriche e dimostrò che l’effetto antibatterico viene rafforzato in condizioni di temperature di refrigerazione.

Questo studio suggerisce il possibile potenziale dell’utilizzo di LED blu in combinazione con la refrigerazione come una nuova tecnologia di conservazione degli alimenti.

“Il passo successivo – ha dichiarato l’assistente del prof Yuk – è quello di applicare questa tecnologia a LED a campioni di alimenti reali come frutta di IV gamma, alimenti ready to eat o frutti di mare crudi e carni, ed esaminare se l’illuminazione a LED può efficacemente uccidere i batteri patogeni senza provocare il deterioramento dei prodotti alimentari “.

Questo studio ha dimostrato il potenziale dell’uso dei LED a luce blu come nuova tecnologia di conservazione degli alimenti. Gli sforzi futuri dovranno essere orientati a chiarire il meccanismo della inattivazione cellulare cercando di aumentare le potenzialità di applicazione di questa tecnologia.

Riferimenti

http://news.nus.edu.sg/highlights/9316-blue-light-preserves-food

http://www.foodsafetymagazine.com/enewsletter/leds-can-control-food-contamination-without-chemicals/

http://www.fst.nus.edu.sg/images/LTS/2014/fst%20seminar%2014032014%20v2.pdf

Ghate VS, Ng KS, Zhou W, Yang H, Khoo GH, Yoon WB, Yuk HG. “Antibacterial effect of light emitting diodes of visible wavelengths on selected foodborne pathogens at different illumination temperatures.” International Journal of Food Microbiology. 166 (2013) 399.

Ghate VS, Leong AL, Kumar A, Bang WS, Zhou W, Yuk HG. “Enhancing the antibacterial effect of 461 and 521 nm light emitting diodes on selected foodborne pathogens in trypticase soy broth by acidic and alkaline pH conditions” Food Microbiology. 48 (2015) 49.

Ghate, V, A Kumar, W Zhou and HG Yuk. 2015. Effect of organic acids on the photodynamic inactivation of selected foodborne pathogens using 461 nm LEDs. Food Control 57:333–340.

  1. Vaitonis and Ž. Lukšiene – Institute of Applied Research, Vilnius University, Saul˙etekio 10, LT-10223 Vilnius, Lithuania “Led-based light sources for decontamination of food: modelling photosensitization-based inactivation of pathogenic bacteria” Lithuanian Journal of Physics, Vol. 50, No. 1, pp. 141–145 (2010)

http://www.lmaleidykla.lt/publ/1648-8504/2010/1/Ljp50102.pdf

Nicolai Ondrusch, Jürgen Kreft “Blue and Red Light Modulates SigB-Dependent Gene Transcription, Swimming Motility and Invasiveness in Listeria monocytogenes” Published: January 11, 2011DOI: 10.1371/journal.pone.0016151

http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0016151

Aurelio Trevisi
frequento aziende alimentari risolvendo il quotidiano… etichette, qualità, certificazioni, export, igiene, formazione
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– Calcolo dei valori nutrizionali da inserire in etichetta / scheda tecnica
– Organizzazione dei cicli produttivi in aziende alimentari con abbassamento o controllo dei costi variabili di produzione.
– Pianificazione analisi microbiologiche e chimiche su prodotti e processi.
– Consulenza tecnologica per Pastifici (in particolare Pasta fresca ripiena): ricerca e sviluppo su processi e prodotti per migliorare shelf life, percezione organolettica, macchinabilità dei semilavorati ecc.
– Consulenza per la predisposizione di Water safety plan (per gestori acquedotti)
– Predisposizione piani di autocontrollo – HACCP per tutte le tipologie di aziende alimentari
– PCQI e predisposizione Food Safety Plan

– ah e poi sono anche un formatore… bravo!!!