استفاده از پلاسمای سرد در انبار میوه برای جلوگیری از فاسد شدن محصولات
مقدمه
استفاده از پلاسمای سرد در انبار میوه؛ میوهها و سبزیجات از جمله مواد غذایی با طول عمر کوتاه هستند که در شرایط نامناسب به سرعت دچار فساد میشوند. عواملی مانند رشد میکروارگانیسمها، تغییرات شیمیایی و محیطی از مهمترین دلایل فاسد شدن محصولات هستند. با توجه به افزایش تقاضای جهانی برای محصولات تازه و کاهش ضایعات کشاورزی، استفاده از روشهای نوین برای نگهداری و افزایش ماندگاری میوهها ضروری به نظر میرسد.
پلاسما سرد بهعنوان یکی از جدیدترین فناوریها در این زمینه، توانسته نتایج قابلتوجهی در کنترل عوامل فسادزا و افزایش عمر انبارداری محصولات ارائه دهد. این فناوری نهتنها سازگار با محیط زیست است، بلکه بر خلاف سایر روشهای نگهداری مانند مواد شیمیایی، عوارض جانبی نیز ندارد.
پلاسمای سرد چیست؟
پلاسما، حالت چهارم ماده (پس از جامد، مایع و گاز) محسوب میشود. پلاسمای سرد نوع خاصی از پلاسما است که در دمای اتاق تولید میشود و دارای ذرات باردار (یونها، الکترونها) و گونههای فعال شیمیایی مانند رادیکالهای آزاد، یونهای اکسیژن و نیتروژن است. این ویژگیها به پلاسما سرد خاصیت ضد میکروبی و اکسیدکنندگی میبخشد.
در فرآیند پلاسمای غیر تعادلی، از انرژی الکتریکی برای یونیزه کردن گازها (مانند هوا یا گازهای بیاثر) استفاده میشود و پلاسما در شرایط فشار پایین یا فشار اتمسفری تولید میگردد. این نوع پلاسما میتواند بهصورت مستقیم یا غیرمستقیم برای کنترل عوامل فسادزا در میوهها به کار رود.
نحوه عملکرد پلاسمای سرد در انبار میوه
پلاسمای سرد از طریق مکانیسمهای مختلفی مانع از رشد میکروارگانیسمها و فساد محصولات میشود:
- غیرفعالسازی میکروارگانیسمها: پلاسمای سرد قادر است با تخریب دیواره سلولی و غشای میکروارگانیسمها مانند باکتریها، قارچها و کپکها، رشد آنها را مهار کند. گونههای فعال شیمیایی مانند رادیکالهای هیدروکسیل و یونهای اکسیژن عامل اصلی این فرآیند هستند.
- کاهش اتیلن: اتیلن، گازی است که بهطور طبیعی توسط میوهها در طول فرآیند رسیدن تولید میشود. این گاز در تسریع روند رسیدن و در نهایت فساد میوهها نقش دارد. پلاسمای سرد میتواند سطح اتیلن موجود در فضای انبار را کاهش داده و روند رسیدن میوهها را کندتر کند.
- افزایش نفوذپذیری غشاها: پلاسما موجب تغییر در ساختار سطحی پوست میوه میشود که این امر باعث کاهش تعرق و از دست دادن آب میوهها میگردد و به حفظ تازگی آنها کمک میکند.
- کاهش عوامل اکسیداتیو داخلی: پلاسمای سرد با به حداقل رساندن فعالیتهای اکسیداتیو داخلی که موجب تغییرات رنگ، طعم و بافت میوه میشوند، عمر انبارداری را افزایش میدهد.
مزایای استفاده از پلاسما سرد در نگهداری میوه
- افزایش ماندگاری میوهها: آزمایشها نشان دادهاند که پلاسمای سرد میتواند ماندگاری برخی میوهها مانند توتفرنگی، سیب، انگور و مرکبات را به میزان قابلتوجهی افزایش دهد.
- کاهش استفاده از مواد شیمیایی: استفاده از پلاسمای سرد یک جایگزین مناسب برای مواد شیمیایی ضدعفونیکننده مانند کلر و سولفیدها است که عوارض زیستمحیطی و سلامتی دارند.
- سازگاری با محیط زیست: پلاسمای سرد برخلاف سایر روشها گازهای گلخانهای تولید نمیکند و به محیط زیست آسیب نمیزند.
- ایمنی برای مصرفکننده: این فناوری بر کیفیت، طعم و بافت میوه تأثیر منفی نمیگذارد و باقیمانده مضر شیمیایی نیز ایجاد نمیکند.
- کاهش ضایعات و هزینههای اقتصادی: کاهش فساد میوهها منجر به کاهش ضایعات و در نتیجه افزایش سود اقتصادی برای تولیدکنندگان و توزیعکنندگان خواهد شد.
مطالعات و پژوهشهای بینالمللی
تحقیقات متعددی در سطح جهان اثربخشی پلاسمای سرد در نگهداری میوهها را تأیید کردهاند:
- مطالعهای در سال ۲۰۲۲ نشان داد که استفاده از پلاسمای سرد بر روی توتفرنگی، عمر ماندگاری آن را از ۳ روز به ۹ روز افزایش داد و میزان رشد کپکها بهطور چشمگیری کاهش یافت.
- در تحقیقی دیگر در دانشگاه کالیفرنیا، پلاسمای سرد بر روی پرتقال و سیب آزمایش شد و مشخص شد که این فناوری سطح باکتریهای سطحی را تا ۹۹.۹% کاهش میدهد.
- مطالعهای در سال ۲۰۲۳ در ژورنال Food Science نشان داد که پلاسمای سرد باعث کاهش غلظت اتیلن در انبارها شده و سرعت رسیدن میوهها به نصف کاهش یافته است.
این مطالعات نشاندهنده پتانسیل بالای پلاسمای سرد بهعنوان یک فناوری نوین و موثر برای نگهداری محصولات کشاورزی هستند.
چالشها و محدودیتهای استفاده از پلاسمای سرد
با وجود مزایای بسیار، استفاده از پلاسمای سرد با چالشهایی نیز همراه است:
- هزینههای اولیه بالا: تجهیزات تولید پلاسمای سرد هزینهبر هستند و نیاز به سرمایهگذاری اولیه قابلتوجهی دارند.
- نیاز به دانش فنی: بهرهبرداری صحیح و بهینه از این فناوری نیازمند دانش فنی و آموزشهای تخصصی است.
- تأثیر متفاوت بر میوههای مختلف: اثر پلاسمای سرد بر انواع مختلف میوه متفاوت است و نیاز به مطالعات بیشتری در این زمینه وجود دارد.
این مقاله را خوانده اید؟
سخن پایانی
پلاسما سرد بهعنوان یک فناوری نوین، توانایی بالایی در جلوگیری از فساد میوهها و افزایش ماندگاری آنها دارد. این روش با غیرفعالسازی میکروارگانیسمها، کاهش سطح اتیلن و جلوگیری از فعالیتهای اکسیداتیو داخلی، راهحلی ایمن و سازگار با محیط زیست برای صنعت انبارداری میوه ارائه میدهد. با وجود هزینههای اولیه و نیاز به مطالعات بیشتر، آینده این فناوری در نگهداری محصولات کشاورزی روشن و امیدوارکننده به نظر میرسد.
استفاده از پلاسما سرد میتواند گامی مهم در راستای کاهش ضایعات غذایی و ارتقای امنیت غذایی در سطح جهانی باشد. امید است که با توسعه فناوری و کاهش هزینهها، استفاده از این روش در سطح تجاری گسترش یابد
- Journal of Food Science, 2023
- International Journal of Food Microbiology, 2022
- Advances in Plasma Physics, 2022
- Food and Bioprocess Technology, 2023