Cold plasma: an alternative to reduce the viability of Aspergillus flavus conidia in lentil beans



Document title: Cold plasma: an alternative to reduce the viability of Aspergillus flavus conidia in lentil beans
Journal: Mexican journal of biotechnology
Database: PERIÓDICA
System number: 000432088
ISSN: 2448-6590
Authors: 1
1
1
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Institutions: 1Instituto Politécnico Nacional, Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada, Querétaro. México
Year:
Season: Jul-Sep
Volumen: 4
Number: 3
Pages: 21-32
Country: México
Language: Inglés
Document type: Artículo
Approach: Experimental, aplicado
Spanish abstract La seguridad microbiológica de alimentos es un tema importante, el género Aspergillus es de gran interés dada la frecuencia de contaminación de los granos por sus toxinas. El presente estudio describe el uso de un plasma frío generado a partir de argón y de una mezcla de argón nitrógeno como método de sanitización de granos de lenteja. Para el estudio, cada grano fue previamente sanitizado y expuesto a conidios de Aspergillus flavus, cuatro diferentes ensayos fueron realizados, usando únicamente argón y una mezcla de los gases argón-nitrógeno para generar el plasma, a una velocidad de flujo de nitrógeno de 1.2, 0.81 y 0.32 L/min. Cada grano fue expuesto durante 5, 10 y 15 min al plasma, cada ensayo fue realizado por triplicado. Como controles, se emplearon granos no expuestos al plasma. Todos los tratamientos con plasma mostraron un efecto letal sobre la viabilidad de los conidios de A. flavus en periodos que van de 5 a 15 min. La aplicación del plasma generado por argón mostró una reducción logarítmica de 0.81 (84 %) al final de los 15 min de exposición. El plasma generado con la mezcla de gases argón-nitrógeno a 0.81 y 0.32 L/min presentó un efecto letal mayor en comparación con el plasma generado con argón. Aunque no se logró la esterilización completa de las lentejas, se observó una reducción logarítmica de 1.43 (96.44 %) y 5.53 (99.99 %) de los conidios de A. flavus después de 15 min al ser expuestos al plasma generado por la mezcla argón-nitrógeno a velocidades de flujo de nitrógeno de 0.81 y 0.32 L/min respectivamente. La velocidad de flujo de 0.32 L/min mostró una reducción de más de 3 unidades logaritmicas, por lo que este tratamiento tuvo un efecto fungicida. La menor reducción logarítmica de 0.3 (50.3 %) fue observada a una velocidad de flujo de nitrógeno de 1.2 L/min. Adicionalmente, como consecuencia de la exposición al plasma, los conidios d
English abstract Microbiological food safety is a major issue and the genus Aspergillus is of great interest given the frequency of its toxin contamination in grains. This paper describes the use of cold plasma generated with argon and a mixture of argonnitrogen as a method of sanitizing lentil beans. Lentil beans were sanitized and exposed to Aspergillus flavus conidia then four different experimental sets were prepared, using only argon and a mixture of argon-nitrogen to generate plasma at nitrogen flow rates of 1.2, 0.81 and 0.32 L/min. Each lentil bean was exposed for 5, 10 and 15 min to plasma. Assays were performed in triplicate. Beans not exposed to plasma were used as controls. All plasma treatments caused a lethal effect on A. flavus conidia within exposure periods of 5 to 15 min. The application of argon plasma showed a log10 reduction of 0.81 (84%) after 15 min. The mixture of argon: nitrogen at 0.81 and 0.32 L/min had a higher lethal effect than argon alone. Although lentil beans sterilization was not completely achieved, an important log10 reduction of 1.43 (96.44 %) and 5.53 (99.99 %) of A. flavus conidia was obtained after 15 min of exposure to the plasma generated by argon-nitrogen mixture using nitrogen at flow rates of 0.81 and 0.32 L/min, respectively. Nitrogen flow rate of 0.32 L/min showed a reduction above 3.0 logarithmic units, so this treatment showed a fungicidal activity. The lowest reduction, 0.3 logarithmic units (50.3 %) was observed at a nitrogen flow rate of 1.2 L/min. Additionally, as a consequence of plasma exposure, conidia of A. flavus showed a delay in germination process and also conidia formation was affected. It was concluded that cold plasma could be used as an alternative to sanitize grains and avoid contamination by microorganisms, which cause grain deterioration and affect its nutritional properties
Disciplines: Biología,
Agrociencias
Keyword: Hongos,
Fitotecnia,
Fitopatología,
Lenteja,
Aspergillus flavus,
Conidios,
Sanitización,
Viabilidad,
Argón,
Nitrógeno,
Plasma frío
Keyword: Crop husbandry,
Phytopathology,
Fungi,
Lentil,
Aspergillus flavus,
Conidia,
Sanitation,
Viability,
Argon,
Nitrogen,
Cold plasma
Full text: https://docs.wixstatic.com/ugd/38ce56_beb82c2d8ffc48d2bd6ab4c458664fa0.pdf