مصرف، آماده سازی و ذخیره سازی مواد غذایی به صورتی ایمن و فاقد آلودگی های زیان بخش با حفظ مواد مغذی یکی از مهم ترین حیطه ها در زمینه حفظ سلامتی و بهداشت میباشد.
مصرف میوه ها و سبزی ها مخصوصاً به شکل خام و با حداقل پردازش به عنوان منابع پر اهمیت در سبد غذایی جوامع، لزوم توسعه روش هایی مطمئن و کار آمد در پردازش، نگهداری، بسته بندی و توزیع مواد غذایی را افزون می کند.
از سوی دیگر در بخش کشاورزی استفاده از فن آوری های پیشرفته و کارآمد به منظور افزایش بهره وری و کسب موقعیت اقتصادی بهتر بخصوص در ایران که با مشکل کمبود آب و دیگر نهاده ها مواجه است، ضرورتی اجتناب ناپذیر به شمار می رود.
پلاسمای سرد به عنوان تکنیکی نوین می تواند در عرص های مختلفی از صنایع غذایی و کشاورزی با ارائه راهکار های مناسب و کار آمد گامی مؤثر در جهت ارتقاء اهداف این صنایع بردارد.
ویژگی های پلاسمای سرد در صنایع غذایی، کشاورزی و بسته بندی
- از ویژگی های پلاسمای سرد می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- اصلاح سطح مواد (بذر، خشکبار و گیاهان دارویی) بدون تخریب حرارتی و بدون تغییر مورفولوژی ذاتی مواد
- میزان اثر گذاری بالا و طولانی مدت
- سادگی در به کار گیری فرآیند
- فرآیندی خشک و بدون استفاده از مواد شیمیایی سمی و یا آلوده کننده
- صرفه جویی در مصرف آب و انرژی
- امکان تیمار سطوح در فشار کم یا فشار محیط(اتمسفری)
- دارای استاندارد زیست محیطی بسیار بالا
- کاهش تولید گازهای گلخانه ای، صرفه جویی در زمان، کاهش هزینه های مواد و انرژی
کاربرد های صنعتی و تجاری شده پلاسمای سرد در صنایع غذایی، بسته بندی و کشاورزی
امروزه رشد جمعیت و اهمیت تولید غذای سالم لزوم یافتن راه هایی نوین در صنایع غذایی و کشاورزی را عیان ساخته است.بسیاری از کشور ها بر بکارگیری و گسترش کاربرد پلاسمای سرد در صنایع غذایی، کشاورزی و صنایع وابسته به آن سرمایه گذاری کرده اند.
افزایش روز افزون و چشمگیر مطالعات، طرح های تحقیقاتی و تجاری در سال های اخیر بر موضوعات متعدد مربوط به این حزه دلیل روشنی بر این مدعاست.
تأثیر پلاسما در غیر فعال سازی میکروارگانیسم ها، تغییر خصوصیات سطحی مواد، ایجاد محیط شیمیایی فعال در پلاسما و برهم کنش آن با سطح مواد از جمله قابلیت های پلاسما است که سبب اقبال دست اندر کاران و شرکت های فعال در این حوزه برای استفاده از پلاسما در صنایع غذایی، بسته بندی و کشاورزی شده است.
در سال ۲۰۰۶ مجموعه ای متشکل از سی شرکت اوروپایی طی پروژه های تحت حمایت مالی اتحادیه اوروپا(NovelQ) پلاسمای سرد به عنوان راه حلی نو آورانه در تولید و توزیع مواد غذایی سالم و با کیفیت بالا معرفی کرده و آن را در از بین بردن میکروارگانیسم های بیماری زا از سطح مواد غذایی،روشی برای ضدعفونی سطح و افزایش ماندگاری در صنایع غذایی مؤثر دانسته اند.
اصلاح بذر های کشاورزی به واسطه تیمار پلاسمایی
شرکت روسی Plasmas از سال ۱۹۹۴ تحقیقات خود را در زمنیه افزایش بهره وری و نرخ جوانه زنی بذر آغاز نموده است و از سال ۱۹۹۵ اقدام به تولید و فروش تجاری بذر های اصلاح شده متنوعی با بهره گیری از فناوری پلاسما نموده است.
شرکت Plasmas برای بهبود کیفیت رشد دانه های سبزیجات، علوفه، غلات و حبوبات دستگاهی مبتنی بر فن‌آوری پلاسمای سرد فرکانس بالا و فشار پایین(توان ۱۰ کیلو وات و فرکانس ۴۰ مگاهرتز) ارائه داده است.
این شرکت مواردی شامل:
- سلامت بیشتر دانه و غلات و امکان ذخیره سازی طولانی مدت؛
- افزایش بهره وری سبزیجات، علوفه، غلات؛
- بهبود کیفیت و ارزش غذایی محصول-افزایش محتوای ویتامین ها، پروتئین ها و… در میوه و اندام های گیاهی که از لحاظ اقتصادی ارزشمند است؛
- کاهش نرخ کاشت بذر و کاهش و یا حتی به طور کامل حذف استفاده از مواد شیمیایی-قارچ کش، علف کش ها، آفت کش ها، حشره کش ها؛
- اقتصادی بودن؛
- رویارویی با چالش های امنیت غذایی؛
را از جمله مزیت های پردازش دانه ها با پلاسما بر می شمارد.
میزان اثر پلاسما بر چند فاکتور بذر
- ظرفیت جوانه ذنی بذر ۱۰ تا ۵۰ درصد و حتی بیشتر بهبود می یابد(در مورد تمام بذر های سبزیجات، محصولات علوفه ای و گیاهان روغنی دارویی).
- انرژی سبز شدن و رشد بذر ۱۰ تا ۴۰ درصد افزایش می یابد.
- ظرفیت باردهی گیاهان ۲۰ تا ۵۰ درصد و بیشتر از آن بهبود می یابد(تحت شرایط وجود ماشین آلات کشاورزی خوب، بهره وری گوجه فرنگی ها ۴۰۰ تا ۶۰۰ درصد بهبود یافت).
- گیاهان جرم سبز علوفه ای ۲۰ تا ۵۰ درصد افزایش می یابد.
- نرخ بیماری گیاهان ۳۰ تا ۵۰ درصد و بیشتر کاهش می یابد.
- در برگ ها و سبزیجات و محصولات علوفه ای محتوای اسید اسکوربیک(۳۰ تا ۶۰ درصد)، پروتئین(۱۰ تا ۱۵ درصد)، قند(۳۰ تا ۷۰درصد)، اسید آلی(۲۰ تا ۷۰ درصد)، نیتروژن، فسفر و پتاسیم(۱۵ تا ۴۰ درصد) افزایش خواهند داشت.
شرکت هندی Dr Seed Company,Ltd که در زمینه تولید، توسعه، بازاریابی، واردات و صادرات دانه های گیاهی به کشور های مختلف دنیا در آفریقا، اروپا، آمریکای لاتین فعالیت گسترده ای دارد، راه حل هایی بر اساس فن آوری های نوین از جمله پلاسما را برای افزایش بازده محصولات کشاورزی در جرخه تولید معرفی می کند.
این شرکت میزان افزایش محصول را برای گیاهان مختلف تحت تأثیر پلاسما مطابق جدول بر آورد کرده است؛
میکروب زدایی سطوح مواد غذایی
پلاسمای سرد با یک فرآیند غیر حرارتی می تواند سبب کاهش بار میکروبی از سطح مواد خام کشاورزی و فرآوری شده شود. پلاسما به واسطه حضور ذرات باردار الکترون و یون، اشعه فرابنفش، رادیکال های آزاد و گونه های فعال شیمیایی می تواند سبب تغییراتی را در دیواره سلولی، مورفولوژی و یا خصوصیات ژنتیکی میکروارگانیسم ها شود و باعث مرگ آنها گردد.
Anacail، یک شرکت وابسته به دانشگاه گلاسکو استفاده از ازن تولید شده در محیط پلاسمای سرد در داخل بسته بندی های میوه تازه تکنیکی سریع و ایمن را برای کاهش بار میکروبی آن ها و افزایش زمان ماندگاری توسعه داده است. این روش در زمانی بسیار کوتاه(حدود ۰/۶ ثانیه) کاهش ۲ تا ۳ مرتبه ای در میزان باکتری ها را نشان داده است.
بهبود قابلیت چاپ پذیری بسته بندی
استفاده از پلاسمای کرونا برای چسبندگی در فیلم های پلاستیکی و یا ورقه های فلزی پیش از چاپ، لمینیت و یا پوشش ضروری است.این روش می تواند به عنوان تکنیکی بسیار موثر و مقرون به صرفه در خط تولید به کار گرفته شود.
شرکت vetaphone با استفاده از پلاسمای کرونا چسبندگی در فیلم های پلاستیکی و یا پرقه های فلزی پیش از چاپ، لمینیت و یا پوشش را افزایش داده است.
این روش می تواند به عنوان تکنیکی بسیار موثر و مقرون به صرفه در خط تولید به کار گرفته شود.
بسته بندی های ضد تعریق
شرکت فرانسوی CPI با همکاری شرکت vetaphone فن آوری جدید و پیشرفته EASI برای تغییر خصوصیات سطح توسط پلاسمای سرد را برای خرید در دسترس قرار داده است.
با استفاده از این فن آوری طیف گسترده ای از تغییرات در خصوصیات سطح مانند لایه نشانی، خواص ضد تعریق، آب دوست کردن و آب گریز کردن سطح امکان پذیر است.
- تغییر خصوصیت آب دوستی و آب گریزی سطوح
- افزایش چسبندگی
شرکت BOBAR PLASMA TREATER با بیش از ۱۲۰ سال تجربه ماشین آلات، راه حل ها و تخصصی فنی در زمینه تامین کارتن تاشو از تکنولوژی پلاسما برای بهبود کیفیت چسب بر روی فلز گالوانیزه، روکش و جعبه پلاستیکی و کاهش مصرف چسب در بسته بندی ها استفاده می کند.
نشاندن پوشش بر سطوح ظروف بسته بندی مواد غذایی برای کنترل گاز ها
عمر مفید نوشابه در بطری پلی اتیلن ترفتالات (PET) تا حد زیادی به خواص گذردهی PET بستگی دارد.
اگر نشست co2 از بسته بندی محدود شده و یا از نفوذ اکسیژن را از خارج جلوگیری شود عطر و طعم و کیفیت نوشابه تغییر نخواهد داشت.
شرکت plasmatreat با استفاده از فرآیند نو آورانه و مقرون به صرفه PlasmaPlus و با اعمال یک پوشش نانویی در هر دو در داخل و خارج از بسته بندی به این هدفه دست یافته است.
استریل ابزار آلات و ماشین
در یک مطالعه از پلاسمای سرد برای میکروب زدایی سطح چاقوی دوار در حین کار برای کاهش انتقال میکروب استفاده شده است.
کاهش بار میکروبی گیاهان داروی، خشکبار و زعفران
نتیجه گیری
به کارگیری فناوری نوین پلاسمای سرد می تواند بسیاری از موانع و مشکلات حوزه صنایع غذایی و کشاورزی را به خوبی مرتفع نماید؛
برخی از مواردی که می توان به آنها اشاره نمود:
- حل و یا کاهش معضلات صادراتی خشکبار غذایی به جهت بالا بودن میزان بار میکروبی و یا سموم آفاتی و میکروبی
- افزایش قدرت جوانه زنی و انرژی رشد بذرها اعم از غلات، دانه های روغنی، جالیزی، علوفه، سبزیحات، گیاهان تزئینی، قارچ و غیره
- افزایش مقاومتا گیاهان در برابر قارچ ها و آفات میکروبی
- افزایش سلامت بذر و دانه در هنگام ذخیره سازی بلند مدت
- افزایش محصولا گیاهان
در فناوری پلاسمای سرد، عوامل متنوعی اعم از تابش پرتو های فرابنفش، عناصر فعال پلاسمای گازی شامل یون ها، الکترون ها، رادیکال های آزاد، اوزون، اکسیژن اتمی و ذرات بر انگیخته ایفای نقش میکنند و به این ترتیب آثار مخرب و عوارض جانبی موجود در سایر روش ها(مکانیکی، شیمیایی، الکترومغناطیسی،نوری) و ترکیبات شیمیایی مضر در این فناوری بسیار کم اهمیت بوده و جایگاهی ندارند.
ستاد ویژه توسعه فناوری نانو به عنوان یک بنگاه حمایتی دولتی، تلاش مضاعفی جهت ایفای نقش حلقه گمشده ارتباط بین صنعت و فناوری را در حوزه نانو و پلاسما دارد؛لذا امید آن می رود تا با مساعدت بازیگران صنعت و پذیرش فناوری نوین پلاسمای سرد امکان توسعه و بهره مندی از این فناوری را در کشور عزیزمان ایران شاهد باشیم.
منبع : ستاد نانو
