بررسي اثرات كشندگي و بازدارندگي رشد نانوذرات تيتانيوم اكسايد (TiO2) بر ميكرواورگانيزم هاي مضر در مواد غذايي

Lethal and inhibitory effects of titanium oxide (TiO2) nanoparticles on harmful microorganisms of food

نانو ذرات تيتانيوم اكسيد هنگامي كه در محيط آبي تحت اثر اشعه ماورا بنفش قرار گيرند به دليل توليد هيدروكسيل هاي اكسيژن دار خاصيت ميكروب كشي پيدا مي كنند. گروههاي هيدروكسيل اكسيژن دار با تخريب ديواره سلولي بعضي از ميكروارگانيسم ها سبب نابودي آنها مي شوند. در اين تحقيق اثركشندگي تيتانيوم اكسيد روي چهار نوع ميكروارگانيسم مضر در مواد غذايي مورد ارزيابي قرار گرفت. باكتري هاي بيماريزاي اشريشيا كولي و استافيلوكوكوس آريوس، قارچ توكسين زاي آسپرژيلوس پارازيتيكوس و مخمر عامل فساد ساكارومايسس سرويزيا در محيط كشت هاي اختصاصي خود كه حاوي دو غلظت نانو ذرات تيتانيوم اكسايد بودند كشت داده شدند. اين نانو ذرات قبلاً توسط دو لامپ اولتراويولت در زمانهاي 0 (شاهد) 30، 60 و 120 دقيقه پرتودهي شده بودند و پس از كشت در شرايط مناسب براي هر ميكروارگانيسم گرمخانه گذاري شده و تعداد باكتري هاي رشد كرده شمارش شدند. نتايج پس از تجزيه و تحليل آماري نشان داد كه تعداد باكتري هاي اشرشيا كولي در هر دو غلظت تيتانيوم اكسايد كه بالا تر از 60 دقيقه پرتودهي فعال شده بودند به طور قابل ملاحظه اي كاهش يافتند. در حاليكه هيچكدام از تيمارها اثري روي باكتري استافيلوكوكوس نداشتند. ميزان كاهش سلولهاي زنده براي مخمر ساكارومايسس سرويزيا و قارچ آسپزژيلوس پارازيتيكوس به ترتيب 8/56 % و 70% بودند. نتايج اين تحقيق نشان دهنده اثرات نابود كنندگي يا بازدارندگي رشد ميكرو اورگانيزم ها توسط نانو ذرات تيتانيوم براي استفاده در پژوهش هاي آتي مي باشد.

Titanium Oxide nanoparticles with semi conductive and photo catalytic properties exhibits bactericidal activity when irradiated under UV ray in aqueous solutions. This is a phenomenon caused from formation of oxygenated hydroxyl groups. The oxygenated hydroxyl groups could disintegrate the cell wall of some microorganisms. We investigated the lethal effects of TiO2 nanoparticles on four harmful microorganisms in food. Pathogenic strains of E. coli and St. aureus, toxicogenic strain of A. parasiticus and putrefactive strain of S. cerevisiae cultured on their selective media including 1% and 2% TiO2 concentrations activated by UV irradiation using two UV lamps 14W for 30, 60 and 120 minutes before inoculation. Viable cells in cell suspensions were counted after incubation at desired conditions for each microorganism. The results statistically analyzed and showed that the total count of pathogenic E. coli significantly reduced in both concentrations of activated TiO2 up 60 min UV irradiation whereas none of the treatments were unaffected on St. aureus. The viable count reduction were 56.8% and 70% for S. cerevisiae and A. parasiticus respectively on their culture media including 2% TiO2 concentration with 60min irradiated by UV irradiation. This study showed the lethal or growth inhibitory effects of photocatalytic TiO2 on pathogenic and toxicogenic of various microorganisms types and could be applied for further investigations.