Studium sterilizačního účinku dielektrického bariérového výboje na eukaryotní mikroorganismy
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
V současnosti je využívána celá řada dekontaminačních postupů k inaktivaci mikroorganismů na nejrůznějších materiálech a předmětech. Vážným nedostatkem těchto konvenčních metod je to, že zatěžují exponovaný materiál teplem nebo chemikáliemi. Předložená bakalářská práce se zabývá plazmovou sterilizací, která je šetrnější a účinná na široké spektrum prokaryotních i eukaryotních mikroorganismů. Působí na ně několika mechanismy založenými na účincích UV-záření, aktivních částic a teploty. V našem případě byly sledovány účinky dielektrického bariérového výboje (DBD) za atmosférického tlaku na bioindikátor Aspergillus niger. Výboj byl generován v dusíku a argonu. Jako nosný materiál byl použit papír a PET-fólie. Byl studován vliv různých pracovních podmínek na efektivitu sterilizace. Konkrétně šlo o vliv délky expozičního času v plazmatu, hustoty plazmového výkonu, typu pracovního plynu a nosného média. Výsledky ukázaly, že s rostoucí hustotou výkonu, případně délky expozičního času vzorků plazmatem, roste sterilizační účinek DBD. Při srovnání výsledků získaných při stejných podmínkách v dusíku a argonu byl vyšší sterilizační účinek pozorován v argonu. Doba sterilizace se pohybovala od 40 s do 150 s v závislosti na použité hustotě plazmového výkonu, plynu a nosném médiu. Dále byl prokázán vliv nosného média na efektivitu sterilizace. Ukázalo se, že v případě papíru dochází k tzv. ”efektu stínění”. Mikroorganismy mohou být zachyceny v pórech papíru, což může vést k zhoršení kontaktu mikroorganismu s plazmatem a následně tak snížit účinnost dekontaminačního procesu. Pórovitost papíru navíc ztěžuje uvolnění spor do roztoku, takže se z něj získá vždy méně mikroorganismů než z PET-fólie. Pomocí optické emisní spektroskopie byla provedena spektrální analýza plazmatu.
Nowadays the wide spectrum of decontamination methods are used for the inactivation of microorganism on various materials and subjects. The serious disadvantage of the conventional decontaminations methods is stressing of the exposed material by heat or chemicals. The presented bachelor thesis discusses plasma sterilization, which is more friendly and more effective on the wide spectrum of procaryotic and eucaryotic microorganisms. Basically, the main inactivation factors for cells exposed to plasma are heat, UV radiation and various reactive species The work was focused on studying of the effect of the dielectric barrier discharge (DBD) operating at atmospheric pressure on bioindicator Aspergillus niger. Plasma was generated in nitrogen and argon. Paper and PET-foil wer used as the carrying medium. The influence of various working conditions on the efficiency of plasma sterilization was studied. Namely it was the influence of plasma exposition time, plasma power density, the type of operating gas and type of the medium supporting the microorganism. According to our results the efficiency of the plasma sterilization increases with increasing plasma power density, resp. the plasma exposition time. When comparing the results observed for the same conditions in argon and nitrogen the higher sterilization effect was reached in argon. The sterilization time was 40 – 120 second in dependence to plasma power density, gas and carrying medium. Furthermore the influence of the carrying medium on the sterilization efficiency was prooved. It was shown, that porous materials have a ”shadowing effect” for microorganisms. The microorganism may penetrate into the paper material and embed in pits and cavities. Such penetration could preclude the interaction of plasma with the microorganism, thereby decreasing the efficiency of spore inactivation. Additionaly paper porosity complicates the detachment of spores into solution, so it is reached less microorganisms as from the PET-foil. The discharge parameters were studied by means of the optical emission spectroscopy.
Nowadays the wide spectrum of decontamination methods are used for the inactivation of microorganism on various materials and subjects. The serious disadvantage of the conventional decontaminations methods is stressing of the exposed material by heat or chemicals. The presented bachelor thesis discusses plasma sterilization, which is more friendly and more effective on the wide spectrum of procaryotic and eucaryotic microorganisms. Basically, the main inactivation factors for cells exposed to plasma are heat, UV radiation and various reactive species The work was focused on studying of the effect of the dielectric barrier discharge (DBD) operating at atmospheric pressure on bioindicator Aspergillus niger. Plasma was generated in nitrogen and argon. Paper and PET-foil wer used as the carrying medium. The influence of various working conditions on the efficiency of plasma sterilization was studied. Namely it was the influence of plasma exposition time, plasma power density, the type of operating gas and type of the medium supporting the microorganism. According to our results the efficiency of the plasma sterilization increases with increasing plasma power density, resp. the plasma exposition time. When comparing the results observed for the same conditions in argon and nitrogen the higher sterilization effect was reached in argon. The sterilization time was 40 – 120 second in dependence to plasma power density, gas and carrying medium. Furthermore the influence of the carrying medium on the sterilization efficiency was prooved. It was shown, that porous materials have a ”shadowing effect” for microorganisms. The microorganism may penetrate into the paper material and embed in pits and cavities. Such penetration could preclude the interaction of plasma with the microorganism, thereby decreasing the efficiency of spore inactivation. Additionaly paper porosity complicates the detachment of spores into solution, so it is reached less microorganisms as from the PET-foil. The discharge parameters were studied by means of the optical emission spectroscopy.
Description
Citation
VOJKOVSKÁ, H. Studium sterilizačního účinku dielektrického bariérového výboje na eukaryotní mikroorganismy [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2009.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Potravinářská chemie
Comittee
prof. Ing. Peter Šimko, DrSc. (předseda)
doc. Ing. Jiřina Omelková, CSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (člen)
doc. Ing. Jolana Karovičová, Ph.D. (člen)
doc.Ing. Jan Světlík, CSc. (člen)
doc. Ing. Bohuslav Rittich, CSc. (člen)
doc. RNDr. Alena Španová, CSc. (člen)
Date of acceptance
2009-06-22
Defence
1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem bakalářské práce.
2. Byly přečteny posudky na bakalářskou práci.
3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponenta a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
4. Diskuse:
a) Jak si představujete praktickou aplikaci?
b) Jak vychází tato metoda finančně?
c) Podařilo se Vám sterilizovat nebo jenom snížit koncentraci mikroorganismů?
d) Máte představu co NO provede s proteiny?
e) V jakých potravinářských technologiích se používá Aspergillus niger?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení