18.01.2021 - The Pennsylvania State University

Gepulste ultraviolette Lichttechnologie verbessert die Sicherheit von Eiern und hilft der Geflügelindustrie

Neuartige Dekontaminationsmethode kann sowohl bei Tisch- als auch bei Bruteiern eingesetzt werden

Gepulstes ultraviolettes Licht kann eine effektive Alternative zu einigen der antimikrobiellen Technologien sein, die derzeit von der Geflügelindustrie eingesetzt werden, um Krankheitserreger auf den Eierschalen abzutöten, so die Forscher der Penn State, die Produktionsbedingungen simulierten, um die Technologie zu testen.

Der Forscher Paul Patterson, Professor für Geflügelwissenschaft am College of Agricultural Sciences, ist der Meinung, dass die Technologie für eine kommerzielle Anwendung in der Eierindustrie geeignet ist.

"Diese Studie ist einzigartig, weil sie Komponenten der Standard-Ei-Verarbeitung auf ein Förderband und die Desinfektion von Eiern in einer kommerziellen Umgebung skaliert und angewendet hat", sagte er. "In Abwesenheit von Wasser oder anderen chemischen Desinfektionsmitteln hat diese Technologie das Potenzial, signifikante - gleiche oder größere - mikrobielle Reduktionen zu erreichen als einige derzeit verfügbare Technologien."

Jedes Jahr werden in den Vereinigten Staaten durchschnittlich 287 Eier pro Person verbraucht, und mehr als 14,1 Milliarden Eier werden in Brütereien eingesetzt, um Küken für die Eier- und Fleischvogelindustrie zu produzieren. Durch die Reduzierung der mikrobiellen Belastung von Eiern können lebensmittelbedingte Krankheitsausbrüche im Zusammenhang mit Eiern und Geflügelfleisch reduziert werden, während die Gesundheit der Küken erhalten bleibt.

Die Eierindustrie verwendet derzeit Desinfektions- und Reinigungsmittel, um die Eier zu dekontaminieren und alle physischen Verunreinigungen abzuwaschen, während ultraviolettes Licht mit niedriger Intensität als zusätzlicher antimikrobieller Schritt eingesetzt wird. Gepulstes ultraviolettes Licht ist jedoch effektiver, erklärte der leitende Forscher Josh Cassar, Doktorand der Tierwissenschaften, weil es eine höhere Intensität des ultravioletten Lichts auf die Oberfläche der Eierschale bringt. Das führt zu einer größeren mikrobiellen Reduktion in kürzerer Zeit als bei einer konventionellen UV-Licht-Behandlung.

In dieser Studie wurden die Oberflächen von Schaleneiern mit nicht-pathogenen Bakterienstämmen für die Forschung beimpft und mit gepulstem ultraviolettem Licht aus einer Xenon-Blitzlampe behandelt. Die Eier wurden auf einem modifizierten Eierförderer exponiert, der eine vollständige Rotation der Eier unter der Blitzlampe ermöglichte.

Das neuartige Förderband, das für das Experiment entwickelt wurde, trug wesentlich dazu bei, eine akzeptable Dekontamination zu erreichen, so Cassar, der hinzufügte, dass die Xenon-Blitzlampen für jede kommerzielle Installation skaliert und angepasst werden könnten.

"Da sich das Ei auf dem Weg um seine Längsachse dreht, wird die gesamte Oberfläche der Eierschale der gepulsten ultravioletten Lichtenergie ausgesetzt, und die 27 Sekunden der Exposition in unserem Experiment führten zu einer akzeptablen keimtötenden Reaktion", sagte er. "Bei drei Impulsen pro Sekunde wird jedes Ei fast 90 Impulsen ausgesetzt, und jeder Impuls hat eine Dauer von 360 Mikrosekunden - eine extrem kurze Impulsdauer."

Die Forscher, die ihre Ergebnisse kürzlich in der Fachzeitschrift Poultry Science veröffentlicht haben, fanden heraus, dass die Behandlung mit gepulstem ultraviolettem Licht zwei verschiedene Mikrobenstämme inaktivierte, wobei eine höhere Energie zu einer stärkeren keimtötenden Reaktion führte.

Die Studie untersuchte auch die Auswirkungen der Behandlung von Bruteiern mit gepulstem ultraviolettem Licht auf das Wachstum von Embryonen und Küken. Mit dem gleichen System wurden vier Chargen von 125 fruchtbaren Eiern mit der gleichen und einer höheren Intensität von gepulstem ultraviolettem Licht behandelt. Nach der Behandlung wurden die Eier in einem kommerziellen Inkubator unter normalen Inkubationsbedingungen platziert.

Es gab keinen signifikanten Effekt der Behandlung mit gepulstem ultraviolettem Licht auf die prozentuale Fruchtbarkeit, die Schlüpffähigkeit oder den Schlupf. Es gab auch keine signifikanten Auswirkungen auf die Beobachtungen nach dem Schlüpfen, einschließlich der Lebensfähigkeit der Küken und des durchschnittlichen Gewichts der Vögel beim Schlüpfen oder im Alter von 42 Tagen.

"Unsere Forschung unterstützt die Anwendung von gepulstem ultraviolettem Licht als effektive antimikrobielle Intervention sowohl für Tisch- als auch für Bruteier", sagte Cassar. "Wenn die Eierindustrie die Technologie des gepulsten ultravioletten Lichts annimmt und in ihren Verarbeitungsprozessen anwendet, würde die Lebensmittelsicherheit aufgrund der reduzierten Anwesenheit von Krankheitserregern auf der Oberfläche der Eier verbessert werden. Und das ist wichtig, weil 9 % aller lebensmittelbedingten Krankheiten in den USA mit Eiern in Verbindung gebracht werden."

Die Technologie ist besonders vielversprechend, weil sie keine negativen Auswirkungen auf die lebenswichtige Bruteierkomponente des Geschäfts zu haben scheint, selbst bei der zehnfachen UV-Lichtintensität, die in der Tischei-Studie verwendet wurde, betonte Patterson. Brütereien produzieren den Ersatzbestand sowohl für die Eier- als auch für die Masthähnchenherde der Geflügelindustrie, einschließlich Puten.

"Unsere Forschung hat gezeigt, dass es keine negativen Auswirkungen auf Bruteier und die Embryonen und Küken gibt, die aus diesen behandelten Eiern stammen", sagte er. "Die Verwendung von gepulstem ultraviolettem Licht vor der Inkubation in einer Brüterei würde die Gesundheit der Küken verbessern, würde einige der finanziellen Einschränkungen vermeiden, die durch schlechte Kükenqualität verursacht werden, weil die Küken durch die frühe Exposition gegenüber mikrobiellen Krankheitserregern krank werden, und würde möglicherweise die Lebensmittelsicherheit von Geflügelfleisch verbessern."

Ebenfalls an der Forschung beteiligt waren Ed Mills, außerordentlicher Professor für Fleischkunde; Ali Demirci, Professor für Agrar- und Biotechnik; und Lindsey Bright, Studentin der Tierwissenschaften und Empfängerin eines College of Agricultural Sciences Undergraduate Research Award.

Das National Institute of Food and Agriculture des US-Landwirtschaftsministeriums unterstützte diese Arbeit teilweise. Hy-Line North America lieferte die für diese Forschung verwendeten Eier, und die Xenon Corp. aus Wilmington, Massachusetts, leistete technische Unterstützung bei der Technologie des gepulsten ultravioletten Lichts.

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