Invitro decontamination effect of zinc oxide nanoparticles (ZnO-NPs) on important foodborne pathogens

Abstract

Zinc oxide (ZnO) has been used for many years in the pharmaceutical, cosmetic, paint, textile, and food industries for coating surfaces, absorbing UV rays and due to its antimicrobial properties in nanoscale, it has been identified as an important chemical for decontamination. Zinc can be found in many foods as well and its allowed daily intake for adults has been reported as 8-11 mg. Zinc Oxide Nanoparticles (ZnO-NPs) are generally regarded as safe (GRAS) for it being stable under hard processing conditions. Compared to organic acids, ZnO-NPs have better durability, selectivity, and heat resistance. In the present study, it was aimed to understand the decontamination effect of ZnO-NPs on S. enteritidis, S. typhimurium, S. aureus, L. monocytogenes, and E. coli O157 to develop novel, safe decontamination agents for the food industry. For this purpose, <50 µ ZnO-NPs were added into Tryptic Soy Broth in 20 mMolar final concentration for the understanding of the antimicrobial effect. After inoculation of the pathogens, a counting procedure was performed using the Tryptic Soy Agar by the pour on plate method at 0, 1st, 2nd, 4th, 6th, 8th, 12th, and 24th hours. As a result, S. enteritidis and S. aureus 3 Log CFU/mL, S. typhimurium and E. coli O157 4 Log CFU/mL, L. monocytogenes 2 Log CFU/mL decreased in 24 hours.

: Çinko oksit (ZnO) ilaç, kozmetik, boya, tekstil ve gıda endüstrilerinde yüzeyleri kaplamak, UV ışınlarını absorbe etmek için uzun yıllardır kullanılmaktadır ve nano ölçekte antimikrobiyal özellikleri nedeniyle dekontaminasyon için önemli bir kimyasal olarak tanımlanmıştır. Çinko, birçok besinde de bulunabilen bir kimyasal olup yetişkinler için izin verilen günlük alım miktarı 8-11 mg olarak bildirilmiştir. Çinko Oksit Nanopartiküller (ZnO-NP’ler) zorlu gıda işleme koşulları altında stabil kalabilmeleri nedeniyle genellikle güvenli olarak (GRAS) kabul edilmişlerdir. Organik asitlerle karşılaştırıldığında, ZnO-NP’ler daha iyi dayanıklılığa, seçiciliğe ve ısı direncine sahiptir. Bu çalışmada, gıda endüstrisi için yeni, güvenli dekontaminasyon ajanları geliştirmek için ZnO-NP’lerin S. enteritidis, S. typhimurium, S. aureus, L. monocytogenes ve E. coli O157 üzerindeki dekontaminasyon etkisini anlamak hedeflenmiştir. Bu amaçla, antimikrobiyal etkinin anlaşılması için Tryptic Soy Broth içerisine nihai konsantrasyonu 20 mMolar olacak şekilde <50 µ büyüklüğünde ZnO-NP’ler eklenmiştir. Patojenlerin inokülasyonundan sonra, 0., 1., 2., 4., 6., 8., 12. ve 24. saatlerde Tryptic Soy Agar’da dökme plak yöntemi ile bakteri sayımları yapılmıştır. Sonuç olarak, 24 saatte S. enteritidis ve S. aureus 3 Log CFU/mL, S. typhimurium ve E. coli O157 4 Log CFU/mL, L. monocytogenes 2 Log CFU/mL azalmıştır