Trang chủ Kiến thức Nano bạc khử trùng cho máy ấp trứng gia cầm

Nano bạc khử trùng cho máy ấp trứng gia cầm

Nano Việt
Xuất bản: Cập nhật 260 views

Các hạt nano bạc có phổ kích thước hạt rộng, hình thái biến đổi, độ ổn định cao và các đặc tính vật lý và hóa học phù hợp để kiểm tra tính chất diệt khuẩn và diệt nấm của chúng đối với vi sinh vật tìm thấy trong các nhà máy chế biến gia cầm. Đồng thời, các hạt nano bạc này đã được kiểm tra để ngăn chặn việc tạo ra các chất ô nhiễm gây mùi trong quá trình ủ và do đó giảm lượng khí thải độc hại từ các phương tiện đó.

Kết quả cho thấy việc sử dụng chế phẩm nano bạc để khử trùng trứng và ấp trứng giúp giảm ô nhiễm vi sinh. Hiệu quả diệt khuẩn và diệt nấm của chế phẩm được sử dụng tương đương với bức xạ UV và hiệu quả của nó được tăng lên trong quá trình ủ. Kết quả tốt đã thu được đối với mức độ ô nhiễm khí hữu cơ, đã giảm 86% sau khi áp dụng chế phẩm nano bạc.

Nano bạc khử trùng cho máy ấp trứng gia cầm

Máy ấp trứng công nghiệp

1. GIỚI THIỆU

1.1. Bụi hữu cơ là gì? Tác hại bụi hữu cơ đến sức khỏe con người?

Sản xuất gia cầm và các quy trình ấp trứng gà liên quan, dựa trên công nghệ sản xuất trên vật liệu sinh học, là nguồn ô nhiễm vi sinh, bao gồm cả vi sinh vật và độc tố của chúng. Những yếu tố này là một trong những thành phần cấu tạo nên phân sinh học, đặc biệt là bụi hữu cơ.

Bụi hữu cơ được thải ra ngoài qua hệ thống thông gió và duy trì ở mức cao nhất là một km tính từ nguồn phát thải. Nhiều bệnh gia cầm, bao gồm cả bệnh nhiễm trùng đường hô hấp, lây truyền qua không khí trên một khoảng cách xa, thậm chí đến các địa điểm cách nơi hình thành 3 km.

1.2. Nồng độ vi sinh trong bụi hữu cơ

Nghiên cứu được thực hiện bởi Skorska et al. Các nhà máy chế biến gia cầm trong những năm 1990 cho thấy mức độ ô nhiễm cao trong trại giống. Nồng độ trung bình của vi sinh vật trong không khí vượt quá 37.000 cfu / m3 và tăng lên 310.000 cfu / m3 khi đưa gà con ra ngoài.

Ngày nay, ngay cả những công nghệ mới được áp dụng cho các nhà máy hiện đại hóa theo yêu cầu của Liên minh Châu Âu cũng không loại bỏ hoàn toàn ô nhiễm không khí sinh học. Nghiên cứu của Tymczyna et al. Chứng minh rằng nồng độ vi khuẩn trong không khí trung bình của một trại giống lên đến 4.000 cfu / m3.

Trong bioaerosol từ trại giống, một tỷ lệ tương đối cao (16%) vi khuẩn gram âm đã được quan sát thấy, và các loại vi khuẩn sau đã được xác định: Acinetobacter, Citrobacter, Enterobacter, Escherichia, Flavobacterium, Klebsiella, Pseudomonas, Pseudomonas, Xanthomonas, Agrobacterium và Pantoea.

Trong các trại sản xuất giống gà, vi khuẩn Gram âm Acinetobacter calcoaceticus dính chiếm khoảng 40% tổng số các chủng vi khuẩn và là một trong những nguồn nội độc tố quan trọng nhất trong không khí. Alcaligenes faecalis, Erwinia Herbicola, Enterobacter spp., Và Pseudomonas spp. là các nguồn nội độc tố khác trong không khí.

1.3. Ảnh hưởng của vi khuẩn trong bụi hữu cơ đến sức khỏe con người

Trong một số trường hợp nhất định, một số loài vi khuẩn Gram âm có khả năng gây bệnh truyền nhiễm, chẳng hạn như Klebsiella pneumoniae gây viêm phổi hoặc Salmonella que là nguyên nhân nhiễm khuẩn salmonella, có thể xâm nhập vào khí ga. Một loại vi sinh vật khác được quan sát thấy trong trại giống gà là Alcaligenes faecalis, có đặc tính gây dị ứng và nội độc tố.

Đặc biệt lưu ý là vi khuẩn gram âm Erwinia Herbicola (từ đồng nghĩa: Pantoea agglomerans và Enterobacter agglomerans), là một nguồn mạnh gây dị ứng và nội độc tố. Vi khuẩn thuộc chi Pantoea là vi sinh vật gram âm phong phú nhất trong bụi sinh học có nguồn gốc thực vật.

Các que gram âm Alcaligenes faecalis và Erwinia Herbicola, do khả năng kích hoạt cả hệ thống miễn dịch đặc hiệu và không đặc hiệu, có thể gây viêm phổi và gây ra các bệnh về hệ hô hấp (hội chứng nhiễm độc). bụi hữu cơ) [1. Trong nghiên cứu được thực hiện bởi Stępien-Py ´ ´ sniaket al. [10], trong số các vi khuẩn thường được phân lập trong họ Enterobacteriaceae, Escherichia coli, Enterobacter spp., Klebsiella spp., Và Citrobacter freundii đã được xác định.

Sự hiện diện vi khuẩn trên bề mặt vỏ trứng

Trên bề mặt vỏ trứng, người ta quan sát thấy sự hiện diện của các que Salmonella, tức là S. enteritidis và S. a Arizonae. Phân tích định tính hệ vi sinh vật của trứng cũng cho thấy sự hiện diện của các vi khuẩn gram âm khác: Acinetobacter spp., Pseudomonas spp., Pseudomonas spp., Tatumella ptyseos, Providencia stuartii, Rahnella aquatilis, Proteus mirabilis và Achromobacter spp. .

Hơn nữa, nó đã được chứng minh rằng một tỷ lệ cao của vỏ trứng được kiểm tra đã bị nhiễm vi khuẩn thuộc giống Staphylococcus spp.

Ngoài tụ cầu, Enterococcus spp. và các que của chi Bacillus thường được phân lập từ bề mặt của vỏ trứng. Sự ô nhiễm vi sinh vật trên vỏ trứng có thể gây ô nhiễm các sản phẩm trứng hoặc các sản phẩm từ trứng và do đó, có thể dẫn đến ngộ độc thực phẩm hoặc nhiễm trùng ở người. Đây chủ yếu là kết quả của việc không tuân thủ các tiêu chuẩn vệ sinh.

Do đó, độ sạch vi sinh của vỏ trứng là một trong những tiêu chí chính để đánh giá giá trị của sản phẩm này trong tiếp thị và chế biến [10, 11].

Sự phát triển và chuyển hóa của các thành phần bên trong trứng

Ngoài các chất gây ô nhiễm vi sinh trong chăn nuôi gia cầm, một loạt các chất hóa học có nguồn gốc là kết quả của những thay đổi trao đổi chất trong quá trình phát triển phôi (bên trong trứng). Khí chất của phôi là yếu tố cực kỳ quan trọng trong quá trình ấp, đặc biệt là trong 96 giờ đầu. Trong khoảng thời gian từ 38 đến 48 giờ hình thành phôi thai, sự phát triển của niệu quản xảy ra, một dải mạch máu phát triển trên túi rốn và tất cả các cơ quan bắt đầu phát triển.

Nếu bất kỳ cơ quan nào không phát triển được do rối loạn trao đổi chất hoặc ảnh hưởng của các chất độc hại sẽ gây ra rối loạn chết người trong tuần hoàn thai nhi, dẫn đến hình thành cục máu đông trong màng nuôi. Cho đến ngày thứ 8 của thời kỳ ủ bệnh, túi rốn và các mạch tiết niệu hoạt động như các cơ quan hô hấp.

Quá trình hô hấp ở phổi diễn ra chậm, trong quá trình rút túi rốn trong giai đoạn cuối của quá trình ủ bệnh. Trong giai đoạn này, các hợp chất ở thể khí có thể vượt qua hàng rào vỏ trứng theo cả hai hướng, gây ra các rối loạn phân hủy và phát triển phôi [1, 8].

1.4. Một số khí độc hình thành trong trại giống

Trong không khí trại giống, ngoài amoniac, hydro sulfua, mercaptan, aldehyde và xeton, còn phát hiện thấy nồng độ cao của acrolein, acetaldehyde và chủ yếu là formaldehyde, chủ yếu được sử dụng để khử trùng trong phòng. Các khí khác, chẳng hạn như p-tolualdehyd, benzaldehyd, isovaleric và butyl aldehyd, có mặt với một lượng tương đối nhỏ. Người ta chứng minh rằng 1 m3 không khí chứa trung bình 7,7 g khí ô nhiễm hữu cơ.

Tác dụng phụ của acetaldehyde thể hiện ở tác dụng gây nghiện trên hệ thần kinh trung ương, kích ứng da và niêm mạc, hạ huyết áp và nhịp tim nhanh.

Tương tự như vậy, acrolein là chất gây kích ứng niêm mạc và kết mạc. Nó có ảnh hưởng nhanh chóng và trực tiếp đến đường hô hấp. Tại sảnh của trại giống, người ta cũng phát hiện thấy sự hiện diện của benzaldehyd, một chất nhờn có mùi đặc trưng của quả hạnh đắng.

Ở người, benzaldehyde gây kích ứng niêm mạc và khi hít phải một lượng lớn qua đường hô hấp, gây ra các triệu chứng dị ứng và rối loạn hệ thần kinh trung ương, đồng thời có liên quan đến tác dụng kìm tế bào và gây ung thư. Trong nghiên cứu trước đây, người ta đã chứng minh rằng nồng độ của các hợp chất được lựa chọn này thấp hơn TLV (giá trị ngưỡng) đối với không khí.

Tuy nhiên, khí độc vẫn có khả năng gây hại, vì những chất ô nhiễm này có thể ảnh hưởng đến sinh vật một cách độc lập; chúng có thể vô hiệu hóa các hành động của mình hoặc làm tăng các tác động bất lợi lẫn nhau [1-10]. Số lượng các sản phẩm hóa chất được sử dụng để khử trùng trong chế biến thực phẩm bị hạn chế do tác động tiêu cực của các hợp chất này đối với cơ thể con người và do khó hòa tan và khả năng ứng dụng trực tiếp.

Hơn nữa, lối sống thân thiện với môi trường của nhiều người tiêu dùng buộc công nghệ thực phẩm chỉ sử dụng các hợp chất hóa học tự nhiên. Trong số các chất phụ gia ưa thích làm hỏng hệ vi sinh vật và axit hữu cơ của chúng.

Hiện trạng sử dụng các chất khử trùng bằng hóa chất

Số lượng các sản phẩm hóa chất được sử dụng để khử trùng trong chế biến thực phẩm bị hạn chế do tác động tiêu cực của các hợp chất này đối với cơ thể con người và do khó hòa tan và khả năng ứng dụng trực tiếp. Hơn nữa, lối sống thân thiện với môi trường của nhiều người tiêu dùng buộc công nghệ thực phẩm chỉ sử dụng các hợp chất hóa học tự nhiên. Trong số các chất phụ gia được ưa chuộng làm hỏng hệ vi sinh vật, axit hữu cơ và muối của chúng thường được coi là an toàn.

Axit citric thuộc nhóm này và được phép sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm. Các nghiên cứu liên quan đến tiêu diệt vi sinh vật đã được thực hiện bằng nhiều phương pháp, sử dụng nhiều hợp chất hóa học bao gồm axit hữu cơ, hexadecylpyridinium clorua, natri orthophosphat, hydro peroxit và natri bicacbonat.

Không phải tất cả các phương pháp này đều hiệu quả, vì vậy cần phải liên tục tìm kiếm các phương pháp diệt vi khuẩn và nấm hiệu quả. Formaldehyde thường được sử dụng trong các trại sản xuất giống vì giá thành rẻ và tác dụng diệt khuẩn hiệu quả, ít được chú ý đến tác dụng gây ung thư và độc hại của nó [1-10].

Do đặc tính diệt khuẩn vượt trội, nano bạc đã trở thành một sản phẩm thương mại quan trọng và có giá trị trong ngành công nghiệp thực phẩm (ví dụ: bao bì và hộp đựng thực phẩm), ngành công nghiệp quần áo (ví dụ: quần áo kháng khuẩn), ngành y tế (ví dụ: băng) , và những ứng dụng khác [15-17].

1.5. Sự ra đời của Nano Bạc

Tính kháng khuẩn của Nano Bạc

Các hạt nano là yếu tố gây hại hiệu quả đối với nhiều loại vi khuẩn gram âm và gram dương, không loại trừ các chủng kháng kháng sinh [18]. Vi khuẩn gram âm bao gồm các chi Acinetobacter [19], Escherichia [20], Pseudomonas [21], Salmonella và Vibrio [22], trong khi vi khuẩn gram dương bao gồm các chi như Bacillus [23], Clostridium [24]], Enterococcus [ 25], Listeria [26], Staphylococcus [27] và Streptococcus [28]. Các vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh thường đề kháng với metacycline và vancomycin, bao gồm một số chủng Staphylococcus aureus và Enterococcus faecium.

Nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng các hạt nano bạc có đường kính 22,5 nm làm tăng hoạt tính kháng khuẩn của một số loại kháng sinh, chẳng hạn như penicillin G, amoxicillin, erythromycin, clindamycin và vancomycin [29]. Nhiều nghiên cứu gần đây đã tiết lộ những đặc tính rất hứa hẹn của nano bạc chống lại virus, thậm chí cả virus HIV-1.

Người ta quan sát thấy rằng các hạt nano bạc ức chế sự nhân lên của virus [30, 31]. Việc áp dụng nano bạc để diệt nấm cũng cho kết quả khả quan. Các nghiên cứu đã xác nhận rằng các hạt nano bạc là một nhân tố hiệu quả và nhanh chóng chống lại nhiều loại nấm phổ biến, bao gồm các chi như Aspergillus [32], Candida [33] và Saccharomyces [18].

Hơn nữa, điều đó đã chứng minh được rằng các hạt nano bạc cho thấy hoạt động rõ rệt chống lại nấm men được phân lập từ u vú bò bị nhiễm bệnh [34]. Các hạt nano bạc đã được sử dụng trong chăn nuôi như một chất khử trùng được sử dụng để khử trùng các khoang vận chuyển hoặc các không gian được sử dụng để lưu trữ động vật.

Khả năng ức chế khí Amoni phát thải của Nano Bạc

Các nghiên cứu được thực hiện để xác định lượng khí thải amoniac từ phân cừu sau khi áp dụng chế phẩm dựa trên các hạt nano bạc với việc bổ sung chất hấp thụ khoáng. Người ta kết luận rằng việc sử dụng chế phẩm đã làm giảm lượng khí thải amoniac từ mặt đất [35].

Mục đích của nghiên cứu này là phát triển các phương pháp thu được huyền phù của các hạt nano Bạc có kích thước và hình thái phổ rộng, có độ ổn định cao và các đặc tính vật lý và hóa học phù hợp, cũng như thử nghiệm tác nhân diệt khuẩn và diệt nấm của chúng chống lại vi sinh vật được tìm thấy ở gia cầm các nhà máy chế biến.

Đồng thời, các hạt đã được kiểm tra khả năng ngăn chặn việc phát sinh các chất ô nhiễm gây mùi trong quá trình ủ, từ đó giảm phát thải khí độc từ loại hình cơ sở này. Do đó, nó có thể ngăn chặn sự phát sinh mùi tại nguồn của nó.

2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP VỀ NANO BẠC

2.1. Đặc điểm của hạt nano bạc

Quy tình sản xuất Nano bạc

Quá trình hình thành nano bạc cần sử dụng hóa chất khử ion bạc đã được nghiên cứu. Bạc nitrat (V) (POCh, p.a. grade) được sử dụng làm nguồn ion bạc. Để khử ion Ag +, axit ascorbic L (+) (POCh, loại pa) hoặc glucose (POCh, loại pa) đã được sử dụng, trong khi natri pyrophosphat (POCh, loại pa), gelatine (POCh, loại pa) hoặc natri tripolyphosphat (SIGMA ALDRICH, loại pa) chịu trách nhiệm ổn định sự hình thành chất đông tụ bạc kim loại.

Dung dịch NaOH (0,1 M) được sử dụng để điều chỉnh pH. Việc áp dụng các ma trận này cho phép giảm thiểu việc sử dụng các chất độc hại trong quá trình tổng hợp nano, làm cho quá trình thân thiện với môi trường và phù hợp với các nguyên tắc hóa học xanh.

Một lò phản ứng áp suất PARR 4525 đã được sử dụng trong quá trình này. Một dung dịch nước của chất ổn định (50,0 cm3) được thêm vào dung dịch nước của AgNO3 (100,0 cm3; 0,001 mol / dm3). Dung dịch được đun nóng trong lò phản ứng đến 110-150C. Sau khi đạt đến nhiệt độ cài đặt, dung dịch nước của chất khử (50,0 cm3) được thêm vào bình phản ứng bằng bơm. Phản ứng khử được thực hiện trong 2-30 phút. Các thông số của quá trình thu được các hạt nano bạc được tóm tắt trong Bảng 1.

Phân tích quang phổ (UV-Vis) của huyền phù hạt nano được thực hiện trên máy quang phổ RAYLEIGH UV-1800 trong dải từ 300 đến 600 nm với độ phân giải 2 nm. Việc xác định kích thước của các hạt nano thu được được thực hiện bằng kỹ thuật tán xạ ánh sáng động (DLS) với máy phân tích kích thước hạt Zetasizer Nano-ZS. Thiết bị này cũng được sử dụng để nghiên cứu giá trị của thế điện động (?).

Nhận biết hạt Nano Bạc bằng kính hiển vi lực nguyên tử (AFM)

Các hạt nano bạc thu được được hiển thị bằng kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) trên thiết bị NanoScope V (Công ty Veeco, Hoa Kỳ). Dạng bột của sản phẩm, thu được bằng cách ly tâm (90000 vòng / phút) sử dụng máy ly tâm vi mô Thermo Science Sorvall MX 150 với rôto S140A, được đặc trưng với việc sử dụng kính hiển vi điện tử quét, được thực hiện trên thiết bị VP LEO 1430 (Electron microscopy Ltd. ).

Phổ hấp thụ UV-Vis của huyền phù nano Bạc thu được được thể hiện trong Hình 1. Đỉnh ở 400-450nm tương ứng với cộng hưởng plasmon bề mặt đặc trưng của các hạt nano bạc. Plasmon bề mặt là những dao động tổng hợp của các điện tử hóa trị của các nguyên tử hiện diện trên bề mặt vật liệu.

Sự hấp thụ bức xạ của các hạt nano Bạc kim loại chủ yếu phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của chúng. Sự lắp ráp plasmon không đối xứng có nghĩa là các dung dịch chứa các hạt tổng hợp. Điều này đã được xác nhận bởi các hình ảnh hiển vi lực nguyên tử trong Hình 2.

Các dải hấp thụ UV-Vis thu được là rất rộng, lệch phải (với đuôi hấp thụ ở bước sóng dài hơn), có thể dẫn đến sự phân bố kích thước của các hạt nano được thể hiện trong Hình 3. Cường độ cộng hưởng plasmon phụ thuộc vào kích thước của các hạt tổng hợp và do đó mối quan hệ giữa số hạt và cường độ hấp thụ là phi tuyến tính. Kích thước hạt trung bình, thế năng động học và hình dạng được tóm tắt trong Bảng 1.

Nano-bac-khu-trung-cho-may-ap-trung-gia-cam

Thành phần và thông số của quá trình sản xuất Nano bạc

Nano-bac-khu-trung-cho-may-ap-trung-gia-cam

Phổ hấp thụ đối với huyền phù hạt nano bạc tương ứng (pha loãng đến 50 mg / dm3)

Hình 1: Phổ hấp thụ đối với huyền phù hạt nano bạc tương ứng (pha loãng đến 50 mg / dm3)

2.2. Đánh giá tính chất diệt khuẩn và diệt nấm của nano bạc

Đánh giá tính chất sát trùng của các chế phẩm nano bạc, khác nhau về kích thước và hình thái hạt, được thực hiện trong hai giai đoạn. Trong giai đoạn đầu, phương pháp ống nghiệm được sử dụng, trong đó chọn ra 3 chế phẩm có đặc tính diệt khuẩn và diệt nấm tốt nhất. Trong giai đoạn thứ hai, đánh giá được thực hiện bằng phương pháp trung hòa pha loãng, theo PN-EN1040 và PN-EN1275.

Trên cơ sở các kết quả thu được, việc chuẩn bị các đặc tính diệt khuẩn và diệt nấm tốt nhất đã được lựa chọn. Năm chủng vi sinh vật thu được từ Bộ sưu tập Văn hóa Kiểu Mỹ (ATCC) được sử dụng trong nghiên cứu này: Escherichia coli 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Salmonella enteritidis ATCC 13076, Staphylococcus aureus ATCC 25923 và Candida albicans ATCC 10231.

2.2.1. Phương pháp huyền phù ống nghiệm

Hỗn dịch vi khuẩn thử nghiệm 0,5 trên thang McFarland được pha loãng trong nước cất vô trùng để tạo ra độ pha loãng – 1, ? – 2, và ? – 3. Sau đó, 1 cm3 huyền phù vi khuẩn từ vi-2 được thêm vào mỗi ống trong số 8 ống chứa 9,0 cm3 chế phẩm nano (được đánh số từ 1 đến 8).

Hệ thống treo ?-3 được sử dụng làm hệ thống kiểm soát. Thời gian tiếp xúc giữa hỗn dịch vi khuẩn và sản phẩm lên đến 5 phút và 30 phút. Sau đó, 0,1 cm3 mẫu được lấy từ mỗi ống nghiệm và cấy vào ma trận thạch thích hợp (MacConkey, TSA, SS hoặc Sabouraud). Sau 24 giờ ủ ở 37 ° C, các khuẩn lạc được đếm. Tỷ lệ giảm đối với mỗi lần chuẩn bị và kiểm tra chủng đã được tính toán so với mẫu đối chứng.

2.2.2. Phương pháp pha loãng-trung tính

Trước khi thí nghiệm, các chủng vi sinh vật được kiểm tra được làm giàu trên cơ chất thạch thích hợp trong 24 giờ ở 37∘C. Sau khi ủ, huyền phù vi sinh vật từ môi trường nuôi cấy thu được được chuẩn bị trong nước cất vô trùng, để đạt được nồng độ tế bào đối với vi sinh vật trong khoảng 1,5 × 108 đến 5 × 108 cfu / cm3. vi khuẩn và 1,5 × 106 cfu / cm3 đối với C.albicans.

Một loạt các dung dịch pha loãng thập phân được chuẩn bị từ huyền phù thu được, sau đó 0,1 cm3 huyền phù vi sinh từ bốn độ pha loãng cuối cùng được cấy vào hai đĩa có môi trường thạch thích hợp để xác định. số lượng tế bào chính xác trong hệ thống treo ban đầu.

Đồng thời, một dung dịch trung hòa được chuẩn bị bằng cách thêm 1,0 cm3 nước cất vô trùng vào 8,0 cm3 chất trung hòa. Các tế bào lơ lửng từ ?-1 có thể tích 1,0 cm3 được chuyển vào ba ống chứa 9,0 cm3 huyền phù có bổ sung các hạt nano bạc.

Sau khi thời gian tiếp xúc quy định trôi qua, hoạt động của chế phẩm đang nghiên cứu được trung hòa bằng cách chuyển 1,0 cm3 huyền phù vi khuẩn trong chế phẩm thành 9,0 cm3 hỗn hợp trung hòa đã chuẩn bị trước. đó và nước cất. Sau 5 min trung hòa, 0,1 cm3 huyền phù từ chất trung hòa được chuyển sang hai đĩa Petri có môi trường thạch thích hợp.

Các thí nghiệm được thực hiện trong 5, 15, 30 và 60 phút tiếp xúc giữa vi sinh vật và sản phẩm nano. Quá trình trung hòa được thực hiện bằng cách tạo ra bốn hỗn hợp: 8,0 cm3 chất trung hòa, 1,0 cm3 nước cất vô trùng và 1,0 cm3 huyền phù vi sinh vật được thử nghiệm từ độ pha loãng 10-5, trong khi ba hỗn hợp còn lại chứa 8,0 cm3 chất trung hòa, 1,0 cm3 chế phẩm đã nghiên cứu và 1,0 cm3 huyền phù vi sinh vật được thử nghiệm từ độ pha loãng. pha loãng 10−5.

Từ mỗi ống nghiệm thực hiện hai đĩa có môi trường thạch thích hợp (0,1 cm3). Tất cả các đĩa được ủ ở 37∘C trong 24 giờ. Sau đó, tất cả các khuẩn lạc hình thành trên môi trường, với số lượng từ 15 đến 300, được tính toán để đánh giá số lượng vi khuẩn sống sót [cfu].

2.3. Đánh giá hiệu quả tiệt trùng tủ ấm của nano bạc

Trứng của một giống gà Ba Lan có tên là gà mái chân xanh đã được chọn cho nghiên cứu. Nhóm thử nghiệm (Nhóm D) bao gồm những quả trứng đã được khử trùng bằng ống nano trước khi đưa vào tủ ấp (Incubator D). Nhóm đối chứng (Nhóm K) bao gồm trứng đã được khử trùng bằng bức xạ UV trong 30 phút trước khi đưa vào tủ ấp (K Incubator). Trong nhóm thử nghiệm, máy ấp và trứng được làm mờ bằng một hạt nano bạc.

Trong cả hai nhóm, hiệu quả khử trùng được đánh giá dựa trên các phân tích vi sinh trên bề mặt trứng và lồng ấp. Các phép phân tích được thực hiện trước (loạt I) và 30 phút sau khi khử trùng (loạt II).

Trong thời gian ấp, thí nghiệm được thực hiện ba lần, tức là sau ngày 1 (đợt III) và ngày 7, vào ngày ấp (đợt IV) và vào ngày 17, trước khi bắt đầu nở (đợt V). Phân tích vi sinh trên bề mặt trứng và lồng ấp bao gồm xác định tổng số vi khuẩn, tổng số Staphylococcus và tổng số nấm. Trứng / phôi được thu vào thùng vô trùng và phủ 50,0 cm3 nước cất vô trùng với Tween 80. Sau 15 phút lắc, tiến hành nuôi cấy từ nước rửa thu được bằng kỹ thuật mạ bề mặt ở trên.

Môi trường thích hợp (Bảng 2) và ủ trong 24 giờ ở 37∘C (vi khuẩn) và trong 5 ngày ở 25∘C (nấm). Sau khi ủ, số lượng vi sinh vật bề mặt [cfu / trứng] được đếm dựa trên số lượng khuẩn lạc. Các vết từ tính của tủ ấm Các bức tranh được thu thập từ một khu vực có diện tích 10,0 cm2 bằng cách sử dụng các mẫu vô trùng và tăm bông vô trùng (Copan, Ý).

Sau khi thu thập, vết bẩn được đặt trong các ống vận chuyển có chứa 20,0 cm3 nước muối. Các mẫu thu được được lắc trong 2 phút. Từ huyền phù thu được, tiến hành ủ trên môi trường thích hợp (Bảng 2) và ủ trong 24 h ở 37oC (vi khuẩn) và 5 ngày ở 25oC (nấm). Sau khi ủ, số lượng vi sinh vật trên thành tủ ấm [cfu / 10 cm2] được tính dựa trên số lượng khuẩn lạc.

2.4. Ảnh hưởng của các hạt nano bạc đến nồng độ khí ô nhiễm được tạo ra trong quá trình ủ.

Đánh giá thành phần khí của tủ ấm tiệt trùng được thực hiện song song với phân tích vi sinh. Mẫu không khí được thu thập từ thiết bị thí nghiệm (Tủ ấm Nano) và thiết bị đối chứng (Tủ ấm UV) trước và 30 phút sau khi khử trùng. Trong thời kỳ ấp trứng, các thí nghiệm được thực hiện ba lần, tức là sau ngày 1 (đợt III) và ngày thứ 7 vào ngày ấp (đợt IV) và vào ngày 17, trước khi bắt đầu nở (đợt V).

Nồng độ của các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) và các hợp chất vô cơ, đặc biệt là các hợp chất lưu huỳnh có đặc tính tạo mùi mạnh, được xác định trong các mẫu không khí thu thập được. Các chất hữu cơ ô nhiễm không khí được xác định bằng phương pháp sắc ký khí.

Các mẫu không khí được thu thập bằng cách sử dụng một máy bơm điện vào một túi Tedlar 2-3 lít (Sensidyne Inc., Clearwater, Hoa Kỳ). Các hợp chất hữu cơ có trong mẫu không khí được ngưng tụ và sau đó được làm khô bằng thiết bị hút ẩm (TDV; Model 890, Dynatherm, Analytical Engine Inc., Oxford, Hoa Kỳ) cho hệ thống sắc ký. Dấu hiệu khí (HP 5890 series II, Hewlett Packard, Santa Clara, Hoa Kỳ) được trang bị một đầu dò trắc quang ngọn lửa chọn lọc (FPD) kết hợp với bộ lọc S có bước sóng 393 nm.

Việc xác định hàm lượng hợp chất vô cơ trong các mẫu được đưa vào máy rửa sủi bọt được thực hiện bằng phương pháp sắc ký ion sử dụng sắc ký lỏng (Waters) nối với cột phân tích (IC-PAK Anion HR, Waters Corp, Milord, USA) Đầu dò độ dẫn điện và chỉ thị UV.

Nano bạc khử trùng cho máy ấp trứng gia cầm

Bảng 3: Phần trăm giảm lượng vi sinh vật so với mẫu đối chứng cho các chế phẩm nano được thử nghiệm

Nano bạc khử trùng cho máy ấp trứng gia cầm

Bảng 4: Số lượng tế bào vi khuẩn và nấm phát triển sau năm phút tiếp xúc với nano bạc so với nhóm đối chứng.

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN CỦA NGHIÊN CỨU NANO BẠC

3.1. Đặc tính diệt khuẩn của nano bạc

Trên cơ sở phân tích vi sinh (Bảng 3) được thực hiện bằng phương pháp ống nghiệm, 3 chế phẩm nano hiệu quả nhất là số 6, 7 và 8 đã được chọn. Các chế phẩm được đề cập đã giảm mạnh chỉ sau 5 phút tiếp xúc (Bảng 4). Chất huyền phù chứa các hạt có kích thước khoảng 10 nm, được ổn định bằng natri pyrophosphat, đã chứng tỏ hoạt tính diệt khuẩn và diệt nấm mạnh nhất.

Đặc tính quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả của các chế phẩm đang được nghiên cứu là kích thước của các hạt nano và các hợp chất được sử dụng để ổn định cấu trúc nanomet. Natri photphat phân ly trong nước, dẫn đến sự hình thành các anion photphat bị hấp phụ lên bề mặt của các hạt kim loại và ngăn cản sự kết tụ của chúng bằng điện tích bề mặt của các hạt ổn định. Kết quả là tiềm năng Zeta cao âm.

Gelatine là một loại protein, ở nhiệt độ cao sẽ phá vỡ các liên kết collagen của nó. Sau đó, một hệ thống keo được hình thành, trong đó sự ổn định của các hạt kim loại được tạo điều kiện. Khi đó, sự ổn định hình cầu xảy ra; nghĩa là, các chuỗi protein, do cấu trúc phức tạp của chúng, là một yếu tố không gian hiệu quả ngăn cản sự ngưng kết của các hạt kim loại bằng cách hấp phụ bề mặt.

Người ta thấy rằng các chế phẩm có chứa các hạt nano kích thước khoảng 50 nm, được ổn định bằng gelatine (chế phẩm 2 và 3) cho thấy tác dụng kháng khuẩn yếu nhất. S. aureus có khả năng kháng cao nhất trong số tất cả các chế phẩm được thử nghiệm trong số các vi sinh vật được thử nghiệm, trong khi nấm men C.albicans là nhạy cảm nhất.

Nano bạc khử trùng cho máy ấp trứng gia cầm

Kết quả đánh giá đặc tính diệt khuẩn và diệt nấm của các chế phẩm nano 6, 7 và 8 thực hiện bằng phương pháp trung hòa loãng (PN-EN 1040 và PN-EN 1275) được tổng hợp trong Bảng 6-8. Phù hợp với các yêu cầu trong các tiêu chuẩn nói trên, chế phẩm đáp ứng các yêu cầu của tác dụng diệt khuẩn và diệt nấm cơ bản khi nó làm giảm vi khuẩn sống sót 105 lần và giảm 104 lần hoặc hơn đối với nấm, trong các điều kiện thử nghiệm cụ thể, đối với 60 phút hoặc ít hơn.

Dựa trên các kết quả đã trình bày, có thể kết luận rằng tất cả các chế phẩm đã đạt được mức giảm cần thiết đối với phần lớn các chủng nghiên cứu chỉ sau 60 phút tiếp xúc.

Sau 60 phút tiếp xúc, các chế phẩm được nghiên cứu đã giảm được 105 lần đối với phần lớn các chủng. Điều kiện này không chỉ đề cập đến vi khuẩn gram dương S. aureus, mà trong trường hợp đánh giá trong ống nghiệm đã được chứng minh là có khả năng chống lại các tác động mạnh nhất của các hạt nano bạc.

Hệ thống treo số 6 đạt được mức khử cần thiết chỉ sau 15 phút trong trường hợp enzym C. albicans (Bảng 6). Một kết quả tương tự đối với cùng một chủng đã thu được trong trường hợp chế phẩm số 7 (Bảng 7), nhưng tác dụng diệt khuẩn mạnh nhất được thể hiện với huyền phù số 8 (Bảng 8).

Sau 30 phút phơi nhiễm, các loài C. albicans, P. aeruginosa và S. enteritidis đã giảm được mong muốn. Hai chế phẩm còn lại (6 và 7) cho thấy tác dụng khử trùng trong thời gian này chỉ chống lại S. enteritidis. Trên cơ sở các kết quả này, chế phẩm số 8 đã được chọn để thử nghiệm ứng dụng.

Nano bạc khử trùng cho máy ấp trứng gia cầm

Bảng 6: Kết quả đánh giá độ pha loãng-trung tính của huyền phù # 6.

Nano bạc khử trùng cho máy ấp trứng gia cầm

Bảng 7: Kết quả đánh giá độ pha loãng-trung tính của huyền phù số 7

Nano bạc khử trùng cho máy ấp trứng gia cầm

Bảng 8: Kết quả đánh giá độ pha loãng-trung tính của huyền phù # 8.

3.2. Kiểm tra ứng dụng.

Trong phần này của nghiên cứu, đã quan sát thấy sự ô nhiễm vi sinh đáng kể đối với vỏ trứng được thiết kế để ấp (Bảng 9). Trên bề mặt trứng, tổng số vi khuẩn trung bình lên tới 9,8 × 104 cfu / trứng, trong khi số lượng nấm trung bình là 2,1 × 102 cfu / trứng. Do đó, việc duy trì độ tinh khiết của vi sinh vật có thể thực hiện được với việc khử trùng trứng và lồng ấp thích hợp.

Trong các thử nghiệm này, hiệu quả của việc chuẩn bị bạc đã được nghiên cứu trong trường hợp tổng số vi khuẩn ở các mức tương tự như khi khử trùng bằng tia cực tím (Bảng 9). Sau 30 phút, số lượng vi khuẩn trên trứng đối chứng và trên trứng đã khử trùng bằng hạt Nano bạc đạt tới × 104, trong khi vào ngày thứ 2 của quá trình ấp, số lượng vi khuẩn trên trứng được xử lý bằng Chế phẩm còn nhiều hơn.

Những thay đổi có thể nhìn thấy trong tổng số vi khuẩn được quan sát thấy vào ngày thứ 7 của quá trình ấp, khi số lượng vi khuẩn trung bình trên một quả trứng đối chứng cao hơn gần sáu lần so với quả trứng thí nghiệm. Vào ngày 17 của quá trình ấp, số lượng vi khuẩn trung bình trên bề mặt của tất cả các trứng đã tăng lên đáng kể so với các thời kỳ ấp trước đó. Nguyên nhân của tình trạng này có lẽ là ô nhiễm thứ cấp do đốt cháy 7 ngày.

Sự khác biệt trung bình giữa số lượng vi khuẩn trên đối chứng và trứng được thử nghiệm là khác nhau và một nửa. số lượng trên trứng kiểm tra. Trong trường hợp tổng số Staphylococcus, sự ô nhiễm vẫn ở mức tương đương với tổng số vi khuẩn (Bảng 9). Không có sự khác biệt về số lượng tụ cầu trung bình được quan sát thấy giữa trứng đối chứng và trứng thử nghiệm cho đến ngày 17 của quá trình ấp, khi sự hiện diện của cầu khuẩn không được phát hiện trên phôi thực nghiệm.

Tổng số nấm vẫn ổn định trong trứng đối chứng và trứng thí nghiệm (Bảng 9). Vào ngày 17 của quá trình ủ, ở cả hai nhóm, sự hiện diện của nấm không được quan sát thấy. Những kết quả này chỉ ra rằng hoạt tính khử trùng của nano bạc đối với tất cả các nhóm vi sinh vật được nghiên cứu đã được quan sát từ ngày thứ 7 của quá trình ủ. Sự gia tăng tổng số vi sinh vật vào ngày thứ 7 của quá trình ấp có thể liên quan đến sự nhiễm bẩn thứ cấp trên bề mặt trứng do kết quả của quá trình ấp.

Nano bạc khử trùng cho máy ấp trứng gia cầm

Bảng 9: Độ nhiễm vi sinh của trứng trước và sau khi xử lý nano [cfu / trứng].

Nano bạc khử trùng cho máy ấp trứng gia cầm

Bảng 10: Độ nhiễm vi sinh trên thành tủ ấm trước và sau khi xử lý nano bạc [cfu / cm2].

Trước khi tiệt trùng, người ta thấy có sự khác biệt về mức độ nhiễm bẩn của tủ ấm. Tủ ấm thí nghiệm (Nano bạc) bị nhiễm vi khuẩn nặng hơn so với tủ ấm đối chứng (UV) (Bảng 10). Sau 30 phút khử trùng và ủ, ô nhiễm của tủ ấm (UV) tăng lên, chắc chắn là do ô nhiễm thứ cấp, trong khi ô nhiễm của tủ ấm thí nghiệm (Nano bạc) đã giảm đáng kể.

Vào ngày thứ 2 của quá trình ủ, độ nhiễm vi khuẩn trung bình đã giảm trong cả tủ ấm đối chứng và tủ ấm thí nghiệm, nhưng số lượng vi khuẩn trung bình trong tủ ấm thí nghiệm thấp hơn đáng kể so với đối chứng. Vào ngày 17, tổng số vi khuẩn trung bình trên mỗi cm2 của tủ ấm đối chứng giảm, số lượng vi khuẩn trong tủ ấm thí nghiệm cũng giảm. Tổng số Staphylococcus thấp và dao động, có thể là kết quả của ô nhiễm thứ cấp từ không khí (Bảng 10).

Tổng quần thể nấm có xu hướng giảm dần trong thời gian ủ bệnh. Sự khác biệt có ý nghĩa giữa đối chứng và tủ ấm thí nghiệm tiếp tục từ khi bắt đầu ủ đến ngày thứ 17. Trên cơ sở tổng số vi khuẩn trung bình và tổng số nấm, có thể nói rằng nanocomposite được Research đã chứng minh tác dụng diệt khuẩn và diệt nấm tốt trên bề mặt tủ ấm. Sự thay đổi về số lượng tụ cầu có thể được giải thích là do nhiễm bẩn thứ cấp và có thể không liên quan đến hoạt động của vi khuẩn nano.

Nano bạc khử trùng cho máy ấp trứng gia cầm

Hình 4: Nồng độ VOC trong không khí bên trong tủ ấm trong quá trình xử lý bằng tia cực tím và bộ lọc nano trong quá trình ủ [?g / m3]

Kết quả rất tốt đã đạt được trong trường hợp các chất ô nhiễm khí hữu cơ VOCs. Sau khi áp dụng chế phẩm Nano bạc , các hàm lượng này giảm 86% (Hình 4). Trong thời gian ủ 17 ngày, mức VOC đã được quan sát thấy ở cả hai thiết bị. Vào cuối quá trình, mức độ ô nhiễm trong không khí bên trong Tủ ấm UV cao hơn 40% so với Tủ ấm Nano bạc .

Các nghiên cứu sắc ký không chứng minh được sự tích tụ các hợp chất vô cơ và hợp chất lưu huỳnh trong thiết bị (Hình 5 và 6). Trong một loạt các nghiên cứu gần đây, nồng độ của các hợp chất lưu huỳnh trong không khí bên trong Tủ ấm UV và Nano bạc được xác định lần lượt là 11,0 ?g / m3 và 14,9 ?g / m3.

Nano bạc khử trùng cho máy ấp trứng gia cầm

Hình 5: Nồng độ của các hợp chất khí vô cơ trong không khí bên trong tủ ấm khi được xử lý bằng tia cực tím và nano trong quá trình ủ [mg / m3]

Nano bạc khử trùng cho máy ấp trứng gia cầm

Hình 6: Nồng độ các hợp chất lưu huỳnh trong không khí bên trong tủ ấm được xử lý bằng tia cực tím và bộ lọc nano trong quá trình ủ [?g / m3].

Trong số các VOC đã được xác định, nồng độ cao nhất trong Tủ ấm UV được thấy đối với 2-pentanamine (284,3 ?g / m3) và cyclobutanol (247,1 µg / m3), trong khi ở đó, trong Tủ ấm Nano bạc, nồng độ cao nhất được tìm thấy đối với hexanal (255,4 µg / m3).

Trong thiết bị khử trùng bằng nan nano, sự hiện diện của 2-pentanamine, 2- metylpentan, 2-metyl-1-propanol, trichloroethylene và toluen (Bảng 11) cũng như các hợp chất lưu huỳnh như cacbonyl sulphide (COS) và metyl mercaptan (Bảng 12) ) không được phát hiện. Phương pháp khử trùng được áp dụng không ảnh hưởng đến mức độ ô nhiễm vô cơ được xác định (Bảng 13).

Nano bạc khử trùng cho máy ấp trứng gia cầm

Bảng 11: Nồng độ VOC hữu cơ bay hơi trong không khí bên trong tủ ấm vào ngày 17 [?g / m3].

Nano bạc khử trùng cho máy ấp trứng gia cầm

Bảng 12 & Bảng 13: Nồng độ lưu huỳnh và khí vô cơ trong không khí bên trong tủ ấm ngày 17 [?g / m3].

4. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM NANO BẠC

Theo các tiêu chuẩn sản xuất hiện hành, trong hầu hết các nhà máy công nghiệp thực phẩm, bao gồm cả ngành công nghiệp gia cầm, các biện pháp kiểm soát được yêu cầu đối với chất lượng vi sinh và hóa học của không khí và bề mặt sản phẩm. Việc xuất khẩu đã được đặt ra, đồng nghĩa với việc phải đảm bảo vệ sinh sạch sẽ. Trong các trại sản xuất giống gà con, trại giống là một điểm quan trọng vì điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cũng như sự hiện diện của vật liệu sinh học bên trong chúng gây ra nguy cơ vi sinh đáng kể.

Ở những nơi như vậy, không phải là không có lý do, người ta đã nhấn mạnh đến việc duy trì độ tinh khiết của vi sinh vật, điều này chỉ đạt được bằng cách khử trùng trứng và trứng đúng cách. Nghiên cứu hiện tại đã chứng minh rằng chế phẩm Nano bạc được áp dụng để khử trùng trứng và lồng ấp làm giảm ô nhiễm vi sinh.

Chế phẩm được sử dụng cho thấy hiệu quả diệt khuẩn và diệt nấm tương đương với bức xạ UV và hiệu quả của nó tăng lên trong thời gian ủ bệnh. Đối với nấm, vào ngày thứ 7 của quá trình ấp, phun sương bằng ống Nano bạc giúp bảo vệ bề mặt trứng tốt hơn so với chiếu tia UV.

Kết quả rất tốt đã thu được trong trường hợp chất gây ô nhiễm khí hữu cơ. Sau khi áp dụng chế phẩm Nano bạc , các mức này đã giảm 86%. Mức độ ô nhiễm trong không khí bên trong tủ ấm được khử trùng bằng tia cực tím cao hơn 40% so với trong tủ ấm tiệt trùng bằng máy Nano bạc . Điều kiện ấp thích hợp trong quá trình ấp là rất quan trọng và dẫn đến việc nở hiệu quả và gà con khỏe mạnh. Quá trình trao đổi chất tích cực và hô hấp của phôi đòi hỏi không khí bên trong tủ ấm phải chứa một lượng oxy vừa đủ.

Khí thải trong quá trình ủ phải được loại bỏ khỏi thiết bị, vì lượng quá nhiều có thể dẫn đến nhiễm độc và phân hủy phôi, vì vậy việc trao đổi không khí thích hợp là rất quan trọng. Ứng dụng của Nano bạc có thể được sử dụng để tối ưu hóa quá trình ủ. Như nghiên cứu này cho thấy, Nano bạc không thể thay thế hệ thống thông gió hiệu quả nhưng có thể ngăn chặn các chất gây ô nhiễm không khí.

Reference: Nanosilver Biocidal Properties and Their Application in Disinfection of Hatchers in Poultry Processing Plants

Marcin Banach,Leszek Tymczyna,2
Anna Chmielowiec-Korzeniowska,and Jolanta Pulit-Prociak1
1Cracow University of Technology, Warszawska 24, 31-155 Krakow, Poland ´
2University of Life Sciences, Akademicka 13, 20-950 Lublin, Poland

Related Posts

Trang web này sử dụng cookie để cải thiện trải nghiệm của bạn. Chúng tôi sẽ cho rằng bạn đồng ý với điều này, nhưng bạn có thể chọn không tham gia nếu muốn. Chấp nhận Đọc thêm

error: Content is protected !!
0907 771 622