Mold is a common post-processing contaminant in pizza. Since contamination could occur in post-baking process, other safety barriers in addition to packaging are needed to ensure the continued safety of preformed pizza. The present research investigated the use of pulsed UV-light for the purpose of decontaminating Penicillium roqueforti on the surfaces of agar media, bread and preformed pizza. In the first step in the present study, the spatial distribution of pulsed UV-light was investigated. The Petri plates inoculated with Penicillium roqueforti were treated for10 min in the first three effective levels in the treatment chamber (5, 10 and 15 cm). 30, 75 and 90 percent of the surface area of the tray was exposed to pulsed light at 5, 10 and 15 cm from pulsed light lamp, respectively. Apple juice inoculated with E. coli was treated with pulsed UV-light at the same distances (5, 10 and 15 cm) from the light source, 3 voltage inputs (400, 750 and 1,000 V) and 3 treatment times (1, 5 and 10 min). The log reduction in E. coli population treated by pulsed UV-light varied from 1.4 to 2.05 log CFU ml-1. In the second phase of the study, the consistency of mold growth on the surface of flat bread was investigated using two different methods of inoculation; random spot and spread. Two different inoculum populations (102 and 103 CFU ml-1) were also used to assess the effect of inoculum concentration on the distribution and consistency of mold growth. Samples inoculated with 102 CFU ml-1 yielded more homogenously distributed colonies. In the third phase of the study, sensory and microbiological analyses were used to evaluate the effectiveness of pulsed light treatment for shelf life extension of pizza and bread. Up to 40 days shelf-life extension was achieved for 8, 32, and 40 percent of samples with minimal, intermediate and maximal pulsed light treatment, respectively. In the fourth phase of the study, the effectiveness of pulsed light was evaluated for the decontamination of Penicillium roqueforti on the surface of solid agar. Process parameters evaluated were treatment time (1, 3, 5, 7 and 10 min) and voltage input (500, 750 and 1,000 V). The population of Penicillium roqueforti was reduced after 10 min of exposure to pulsed light by 3.74, 5.36 and 6.14 log CFU ml-1, respectively for 500, 750 and 1,000 V. The inactivation data were used to construct models to estimate the inactivation. The results presented in this study indicate that inactivation kinetics was best described by the Weibull model with the smallest root mean squared error (RMSE) (R2 ≥ 0.92). Finally in the last phase of study, culture-dependent and independent methods were applied to study the ecology of preformed pizza. The average population of mesophilic aerobic bacteria (MAB), mesophilic anaerobic bacteria (MANB), lactic acid bacteria (LAB), molds and yeasts (M+Y) were 6.6±0.5, less than 2.4, 2.8±0.6 and 5.4±0.4 log CFU g-1, respectively. Molecular methods incorporating conventional PCR targeting the 18S rRNA gene of fungi, TA cloning of PCR-amplified fragments and sequencing were carried out to detect spoilage fungi in naturally spoiled pre-formed pizza. The cloning approach enabled the putative identification of Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces sp. WW-W23, Penicillium expansum, Penicillium freii, Penicillium sp. HSL, Penicillium sp. ljg1, Rhodotorula mucilaginosa, Monascus fuliginosus, Hordeum jubatum, Galactomyces geotrichum strains as well as uncultured fungus and uncultured eukaryote clones. Overall, pulsed UV-light was found to have a potential use for the decontamination of spoilage microorganisms on the surfaces of solid agar and bakery products. However, further investigation using higher treatment voltages is necessary in order to achieve a higher target decontamination of P. roqueforti. / La pizza pré-cuisinée est couramment contaminée par la moisissure. Puisque la contamination pourrait se produire durant les procédés d'après cuisson, d'autres mesures, en plus de l'emballage, sont nécessaires pour assurer la sécurité permanente des pizzas pré-cuisinée. Cette recherche a examiné l'utilisation de la lumière UV pulsée pour décontaminer Penicillium roqueforti sur la surface de l'agar solide, du pain et de pizzas préformées.Dans la première étape de la présente étude, les paramètres critiques du procédé ont été optimisés pour améliorer l'efficacité des traitements à la lumière pulsée. Les boîtes de Petri inoculées avec Penicillium roqueforti ont été traitées 10 min dans une chambre de traitement pour les trois premiers niveaux d'efficacité (5, 10 et 15 cm). Les résultats démontrent que 30, 75 et 90 pour cent de la surface du plateau a été exposée à la lumière pulsée à 5, 10 et 15 cm respectivement de la source lumineuse. La réduction en log de la population de E. coli traitée par la lumière UV pulsée varie de 1.4 à 2.05 log UFC ml-1.Dans la deuxième phase de l'étude, la cohérence de la croissance des moisissures (Penicillium roqueforti) sur la surface du pain plat a été étudiée en utilisant deux méthodes différentes d'inoculation : par inoculation ponctuelle aléatoire et par étalement. Deux populations d'inoculum différentes (102 et 103 UFC ml-1) ont également été utilisées pour évaluer l'effet de la densité de l'inoculum sur la distribution et la cohérence de la croissance de moisissures. Les échantillons inoculés avec 102 UFC ml-1 ont donné une distribution des colonies plus homogène. À la troisième phase de cette étude, l'analyse sensorielle et microbiologique, ont été utilisées pour évaluer l'efficacité du traitement à la lumière pulsée pour prolonger la durée de vie de la pizza et du pain. Jusqu'à 40 jours de prolongement de la durée de conservation a été obtenue pour 8, 32 et 40 pour cent des échantillons après un traitement à la lumière pulsée minimal, intermédiaire et maximal, respectivement. Dans la quatrième phase de l'étude, l'efficacité d'une lumière UV pulsée à large spectre a été évaluée pour la décontamination de Penicillium roqueforti sur la surface de l'agar solide. La population de Penicillium roqueforti a été réduite après 10 minutes d'exposition à la lumière pulsée par 3.74, 5.36 et 6.14 log UFC ml-1 respectivement pour 500, 750 et 1000 V. Les résultats présentés dans cette étude indiquent que d'inactivation a été mieux décrite par le modèle de Weibull avec la plus petite erreur de moyenne quadratique (RMSE) (R2 ≥ 0.92). Finalement, dans la dernière phase de l'étude, des méthodes dépendantes ou indépendantes des conditions de culture ont été appliquées pour étudier l'écologie des pizzas pré-cuisinées. La moyenne de la population des bactéries mésophiles aérobies (BMA), des bactéries mésophiles anaérobies (BMNA), des bactéries lactiques (BL), des moisissures et des levures (M+L) étaient respectivement de 6.6 ± 0.5, inférieur à 2.4, 2.8 ± 0.6 et 5.4 ± 0.4 log UFC g-1. Les méthodes moléculaires incorporant la PCR conventionnelle ciblant le gène de l'ARNr 18S des champignons, le clonage TA de fragments amplifiés par PCR et le séquençage ont été réalisées pour détecter les champignons altérant les pizzas pré-cuisinées naturellement contaminées. L'approche du clonage a permis l'identification présumée de souches de Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces sp. WW- W23, Penicillium expansum, Penicillium freii, Penicillium sp. HSL, Penicillium sp. ljg1, Rhodotorula mucilaginosa, Monascus fuliginosus, Hordeum jubatum , Geotrichum galactomyces ainsi que des champignons et eucaryotes non cultivés.Dans l'ensemble, la lumière UV pulsée a démontré avoir un potentiel d'utilisation pour la décontamination des microorganismes altérant les surfaces d'agar solide et les produits de boulangerie.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.123317 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Mohammadbeygy, Tina |
| Contributors | Martin Chénier (Internal/Cosupervisor2), Michael O Ngadi (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Bioresource Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically submitted theses |
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