Rostfritt stål är guldstandarden för köksmaskiner och köksredskap, beskrivs som modern och elegant. Men bakterier kan växa på ytor av rostfritt stål, kontaminerande mat. Nuvarande beläggningar som finns på marknaden är dyra och potentiellt skadliga, så forskare har nu utvecklat en prisvärd specialiserad polymerbeläggning för sådana ytor som de kan ladda med blekningsbehandlingar.
Forskarna presenterar sina resultat vid det 255:e nationella mötet och utställningen av American Chemical Society (ACS).
"Jag märkte att rostfritt stål ofta används inom hälsovårdsindustrin och för livsmedelsbearbetning, men inte mycket forskning har gjorts för att förhindra att bakterier växer på dessa ytor, "Buket Demir, Ph.D. säger.
Nuvarande ansträngningar för att undvika sådan bakterietillväxt inkluderar silver- eller kopparjoner, vilket kan vara dyrt. "Dessutom, silver och koppar är vanligtvis legerade i metallen, och de har gömts undan så de är inte särskilt effektiva, " Demir noterar. "Det finns också ett hälsoproblem med att använda silver." Silver kan läcka från det rostfria stålet och in i mat som senare konsumeras, hon säger.
Forskare har tidigare lagt till molekyler som kallas N-halaminer till textilier för deras antimikrobiella egenskaper eftersom det är lätt att fästa dessa ämnen på bomull. N-halaminer är en grupp föreningar som har en eller flera kovalenta kväve-halogenbindningar. Dessa föreningar är överkomliga, kemiskt stabil och ogiftig för människor. Demir, en postdoktor i Dave Worleys labb, Ph.D., vid Auburn University, vill utöka användningen av N-halaminer till medicin- och livsmedelsindustrin.
Andra grupper har kopplat N-halaminpolymerer till ytor av rostfritt stål med hjälp av ett bindemedel, men Worleys lag har nu visat, för första gången, att N-halamin kan fästas på rostfritt stål direkt. Att göra detta, forskarna grova först upp ytan med väteperoxid och svavelsyra. Detta skapar negativt laddade syregrupper på ytan till vilka N-halaminpolymeren kan fästa genom en kemisk reaktion. När forskarna satte bakterier på den belagda ytan, mikroberna växte inte. Demir testade många typer av bakterier, inklusive E. coli och Staphylococcus aureus, vilket är vanliga skyldiga som är inblandade i många livsmedelsburna bakterieutbrott vid livsmedelsförädlingsanläggningar. Alla de testade bakterierna dödades inom 15 minuter efter att de kommit i kontakt med den behandlade ytan.
Tidiga tester visade att N-halaminpolymerbeläggningen var effektiv för fem omgångar av att döda bakterier innan den förlorade en del av den aktiviteten. Ytterligare, Demir säger, "vi kunde regenerera den antibakteriella aktiviteten hos den belagda ytan genom att helt enkelt torka av den med en utspädd blekmedelslösning."
"Blekmedel innehåller klor, en halogen, som i sig är extremt instabil; dock, när den är fäst till N-halaminpolymeren, det blir stabilt, " Demir noterar. "När bakterier kommer i kontakt med den behandlade ytan, klor frigörs, dödar bakterierna." Hon säger att projektet fortfarande är i de tidiga utvecklingsstadierna, men hon hoppas att beläggningen en dag skulle kunna användas i kök runt om i världen.
Framtida planer inkluderar att manipulera ytan av rostfritt stål på ett mer användarvänligt sätt. "Den största utmaningen är att grovbearbeta ytan på det rostfria stålet. Även om detta enkelt görs i laboratoriet, det skulle inte vara lätt att göra i en tillverkningsanläggning, Worley säger. "Vi behöver ett bättre sätt att fästa N-halaminer på ytan, och vi har några idéer om hur vi kan göra det." Forskarna måste också utföra toxicitetstester på prover för att undersöka säkerheten hos de belagda ytorna och undersöka eventuella biofilmer som kan utvecklas. "En antimikrobiell yta i en livsmedelsanläggning är dåligt behövd, och det kan revolutionera branschen, " säger Worley.
