Tải bản đầy đủ (.docx) (12 trang)

Khả năng diệt khuẩn của plasma lạnh

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (242.71 KB, 12 trang )

1.PLASMA
(nguồn:” Plasma nhiệt độ thấp và ứng dụng”-pgs.ts ngô văn hiếu).
1.1. Định nghĩa và phân loại:
Plasma là khí ion hóa chuẩn trung hòa bao gồn các electron, các nguyên tử (phân tử trung hòa)
và các ion tự do. Người ta có thể phân chia Plasma dựa vào nhiều tiêu chí khác nhau như nhiệt
độ plasma, mức độ ion hóa, mối quan hệ giữa vận tốc pha của sóng plasma và vận tốc nhiệt của
electron, ….Nếu căn cứ vào tiêu chí đầu tiên, thì Plasma có thể được chia thành hai phân
nghành: Plasma nhiệt độ thấp và plasma nhiệt độ cao.
 Plasma nhiệt độ thấp (3.000 – 70.000 C) lại được chia thành hai nhánh:
1.Plasma không cân bằng nhiệt (Plasma lạnh): áp suất thấp, nhiệt độ electron lớn hơn rất
nhiều nhiệt độ Ion. Ví dụ: bóng đèn huỳnh quang, phóng điện phát quang, v.v……
2.Plasma cân bằng nhiệt: áp suất khí quyển, nhiệt độ electron bằng nhiệt độ ion. Ví dụ:
Hồ quang điện, mỏ hàn Plasma, v.v……….
 Plasma nhiệt độ cao (>70.000 – vài tỉ độ): chiếm 99% vũ trụ, ví dụ: mặt trời, các ngôi
sao, thiên hà, bom hidro, phản ứng nhiệt hạch (đang nghiên cứu).

1.2:tính chất của plasma và các ứng dụng tương ứng
o Hoạt tính hóa học cao → dùng để thay đổi tính chất bề mặt mà không ảnh hưởng
đến vật liệu khối; có thể trở thành môi trường phát Laser khí.
o Dẫn điện → có thể điều khiển nhiệt độ plasma bằng trường điện từ.
o Năng lượng cao và nhiệt độ cao → dùng trong các quá trình xử lí cơ khí (hàn, cắt,
v.v )
o Bức xạ điện từ → dùng làm nguồn sáng, màn hình Plasma.
1.3: Một số ứng dụng cụ thể:
 Sự phóng điện khí
 Sự phóng điện lạnh
 Môi trường phát Laser khí
 Chế tạo màng mỏng
 Màn hình Plasma

2. PLASMA LẠNH(cold plasma hay plasma nonthermal)


Plasma lạnh là dạng plasma ở trạng thái không cân bằng nhiệt, nhiệt độ ion thấp hơn nhiều. Năng
lượng plasma chủ yếu ở electron tự do, do đó tạo nên các electron năng lượng cao, trong khi các
ion và nguyên tử trung hòa vẫn ở nhiệt độ phòng. Các đặc tính của plasma lạnh: không cân bằng
nhiệt, tích điện, dẫn điện, tác dụng hóa học, ngoài ra còn phát ra sóng điện từ UV có tác dụng
khử trùng,… cung cấp một tiềm năng to lớn trong các ứng dụng. Plasma lạnh cũng thấy sử dụng
ngày càng tăng trong việc khử trùng các răng và bàn tay cũng như trong các bộ lọc tự sát khuẩn.
Thiết bị plasma lạnh:
− Đầu vào:
+ Năng lượng(từ điện, lò vi sóng,…)
+ Khí mang: không khí, khí tinh khiết(N
2
, O
2
,He,…), hoặc hổn hợp khí được xác định.
− Đầu ra:
+ Plasma tự dập tắt đưa về trạng thái nguyên tử khí.
+ Tạo ta tia UV và ozon.
+ Dư lượng hóa học tạo ra dường như là không có.
3.CƠ CHẾ DIỆT KHUẨN
(nguồn: “Nonthermal Plasma Inactivation of Food-Borne
P athogens; School of F ood Science and Environmental Health”)
Plasma lạnh(NTP) bao gồm các phân tử khí, các hạt tích điện dưới hình thức là ion âm và ion
dương, các gốc tự do, các electron tự do và lượng tử bức xạ điện từ(photon) ở gần nhiệt độ
phòng. NTP là môt công nghệ nổi lên với ứng dụng tiềm năng khử trùng trong ngành Công nghệ
thực phẩm. Một sự bùng nổ các hoạt động nghiên cứu plasma về bất hoạt các tác nhân gây bệnh
trong thực phẩm trong những năm gần đây. Những nghiên cứu đã chỉ ra rằng NTP có thể được sử
dụng để khử trùng bề mặt của sản phẩm thô , các loại hạt khô và các vật liệu đóng gói,…
3.1Giới thiệu:
Đảm bảo thực phẩm an toàn đã trở thành nhiệm vụ phức tạp hơn. Những rũi ro thường gặp vì
thay đổi đặc tính vi sinh vật, thay đổi phương thức sản xuất, thay đổi trong môi trường và hệ sinh

thái và sự gia tăng của thương mại toàn cầu của thực phẩm ( Havelaar et al. 2010 ) ngày càng gia
tăng tác động tiêu cực đến thực phẩm. Song yêu cầu của người tiêu dùng ngày càng tăng mà phải
đảm bảo an toàn thực phẩm.
Chất lượng các sản phẩm chế như nhiệt gây tổn thất dinh dưỡng và ảnh hưởng xấu đến chất
lượng cảm quan. Điều này dẫn đến sự xuất hiện “Công nghệ phi nhiệt” trong chế biến. Chúng ta
đã biết phương pháp “Phi nhiệt” như chiếu xạ gamma, bức xạ Beta, siêu âm điện, điện trường
xung, áp suất thủy tỉnh cao,… Nhưng đã không được sử dụng thực tế do các nhận thức tiêu cực
của người tiêu dùng về mặt an toàn hóa học, đòi hỏi thiết bị tốn kém, ảnh hưởng tới chất lượng
sản phẩm,…nói chung không phù hợp để xử lý trực tiếp.Các công nghệ như xử lý tia cực tím,
ozon hóa , siêu âm năng lượng , ánh sáng xung , phóng điện và plasma nonthermal thường được
xem như là quá trình oxy hóa nâng cao ( AOP ) . Việc sử dụng ánh sáng tia cực tím xung như
một phương tiện làm bất hoạt vi sinh vật là một công nghệ trưởng tiên tiến có ứng dụng thương
mại trong khử trùng bề mặt của vật liệu đóng gói , nhưng thể hiện những hạn chế do ảnh hưởng
shadowing trong các sản phẩm thực phẩm ( Gómez - López et al. 2007). Thật vậy, hiện nay chưa
có phương pháp hoàn hảo để đạt được khử trùng ở nhiệt độ môi trường xung quanh.
Chúng bao gồm các ứng dụng chiếu xạ gamma, bức xạ beta ( tia điện tử ) , siêu âm điện, ozon
hóa , ánh sáng xung , xử lý tia cực tím, điện trường xung ( PEF ) , áp suất thủy tĩnh cao, vv Tuy
nhiên , gay cả một số trong những phương pháp bất hoạt khả năng thương mại được giới hạn
trong thực tế do nhận thức tiêu cực liên quan ( như với phương pháp điều trị chiếu xạ gamma và
tia điện tử năng lượng cao ) hoặc đầu tư ban đầu cao cần thiết và / hoặc hạn chế khác . Kỹ thuật
hoàn toàn vật lý , chẳng hạn như áp lực thủy tĩnh cao , an toàn hóa học nhưng đòi hỏi thiết bị
phức tạp hay tốn kém ( Rastogi et al. 2007) , ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm ( Kruk et
al. 2009) và nói chung là không phù hợp với phương pháp điều trị trực tuyến . Rất ít phương
pháp tiếp cận phù hợp để điều trị các loại thực phẩm rắn, trong trái cây và rau quả nói riêng. Gần
đây NTP đã được thêm vào danh sách hiện có của các quá trình phi nhiệt cho khử trùng các sản
phẩm tươi ( Critzer và cộng sự năm 2007; . Niemira và các trang 2008; . Lee và cộng sự 2006).
NTP hoặc plasma lạnh , trong đó có gần đây hút sự chú ý đáng kể của các nhà khoa học thực
phẩm và các nhà nghiên cứu. Kỹ thuật plasma nonthermal cho ngừng hoạt động của tác nhân gây
bệnh thực phẩm gây ra, cơ chế đề xuất vi khuẩn bất hoạt và bào tử phá hủy cơ bản.
3.2Nguồn plasma lạnh:

Trước đây, phương pháp xử lý bằng plasma đã được thực hiện trong điều kiện chân không,
nhưng các nhà nghiên cứu đã phát triển hệ thống plasma áp suất khí quyển , dẫn đến giảm chi
phí, tăng tốc độ xử lý và khả năng áp dụng công nghiệp ( Yoon và Ryu 2007 ; . Yun và cộng sự
2010 ). . Khả năng tạo ra dòng dẫn plasma không nhiệt ở áp suất khí quyển làm cho quá trình
khử nhiễm dễ dàng hơn và ít tốn kém (Kim et al . 2011 ). Tuy nhiên, hầu hết các thiết bị plasm
sẵn có thương mại được phát triển cho nguyên cứu và nhằm mục đích y sinh. Vì vậy nếu ứng
dụng trong thực phẩm cần phải được tùy chỉnh, thiết kế lại. Xả hàng rào ánh sáng được tạo ra
giữa hai điện cực song song là một hệ thống NTP sử dụng rộng rãi . Trong một quy mô công
nghiệp có thể thiết lập, thực phẩm có thể được chuyển tải thông qua việc xả để đạt được khử
nhiễm vi sinh vật.
3.3:Tác động của plasma lên vi sinh vật:
Việc sử dụng tính chất khử trùng của plasma lần đầu tiên được giới thiệu vào cuối thập niên 60,
cấp bằng sáng chế vào năm 1968 ( Menashi 1968) và các công trình đầu tiên với plasma làm từ
oxy đã được đề xuất vào năm 1989. Xử lý plasma hiệu quả có thể làm bất hoạt một loạt các vi
sinh vật bao gồm các bào tử ( Kelly- Wintenberg và cộng sự năm 1999; . . Feichtinger et al 2003;
. Lee và cộng sự 2006) và virus ( Terrier và cộng sự năm 2009. ). Ảnh hưởng của plasma có tính
chọn lọc cao, có nghĩa chỉ tác động cho vi sinh vật gây bệnh mà không làm ảnh hưởng tới vật
chủ.
Plasma oxy áp suất thấp đã được chứng minh làm giảm chất béo, protein và DNA của các tế bào
( Mogul et al. 2003). Các phản ứng trong plasma có liên quan trực tiếp trên bề măt ngoài tế bào
vi khuẩn. Ví dụ, nếu dùng chất mang plasma là oxy và nito có thể tạo thành O • , O2, O3 , OH • ,
NO • , NO2,….có khả năng rất lớn trong khử trùng.

Những tác động lên các axit béo không bão
hòa của màng lipid của màng tế bào, do đó cản trở việc vận chuyển các phân tử sinh học qua nó.
Các liên kết đôi của chất béo không bão hòa là đặc biệt dễ bị tấn công ozone ( Guzel - Seydim et
al. 2004). Lipid màng được giả định bị ảnh hưởng đáng kể hơn bởi các loài ôxy phản ứng (ROS)
do vị trí của chúng dọc theo bề mặt của tế bào vi khuẩn , cho phép họ được bắn phá bởi các tác
nhân oxy hóa mạnh mẽ ( Montie et al. 2002). Các protein của các tế bào và các bào tử đều dễ bị
tác động của những loài này, gây ra sự biến tính và rò rỉ tế bào . Quá trình oxy hóa của các axit

amin và axit nucleic cũng có thể gây ra những thay đổi dẫn đến cái chết của vi sinh vật hoặc chấn
thương ( Critzer et al. 2007).
Vi sinh vật trong plasma được tiếp xúc với một cuộc oanh tạc dữ dội bởi các gốc tự do gây tổn
thương nhiều khả năng bề mặt các tế bào sống không thể sửa chữa đủ nhanh hơn. Điều này có
thể phần nào giải thích các quan sát trong đó các tế bào được trong nhiều trường hợp bị phá hủy
rất nhanh. Quá trình này được gọi là " khắc " ( Pelletier 1992). Vỡ thành tế bào đã được quy bổ
sung bởi Laroussi et al. , (2003) và Mendis et al. , (2002) để lực tĩnh điện do tích lũy phí ở bề
mặt ngoài của màng tế bào. Những thay đổi về hình thái học trong tế bào E. coli được điều trị
bằng plasma trong khí quyển từ 75W trong 2 phút là quan sát dưới kính hiển vi điện tử bằng
(Hong et al 2009. ) , Rõ ràng cho thấy rằng các tế bào được điều trị có tế bào chất biến dạng
nghiêm trọng. Những quan sát này cho thấy sự mất mát của khả năng tồn tại của các tế bào vi
khuẩn sau khi xử lý plasma .
Một sự tương tự giữa plasma và điện trường xung cũng đã được rút ra để giải thích hành động
của plasma trên màng ( Pothakamury và cộng sự năm 1995; . . Spilimbergo et al 2003) . Nó cũng
được thành lập mà electroporation của màng được gây ra bởi điện trường xung và có vẻ như
hành vi plasma trên các tuyến đường tương tự gây thủng ở màng vi sinh vật ( Haft và Hamilton
1967; . Pothakamury và cộng sự năm 1995; Wouters và Smelt 1997). Ngoài việc tạo ra lỗ chân
lông, plasma không khí ẩm bổ sung gây ra một quá trình axit hóa rõ rệt của môi trường ( Moreau
và cộng sự năm 2005; . . Moreau và cộng sự 2007).
Ngoài ra, còn có tia UV trong plasma có khả năng diệt khuẩn, tuy nhiên ít quan trong vì dễ bị
hấp thụ bởi các phân tử khí ở áp suất khí quyển.
Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Gamaleya Dịch tễ học và vi trùng học tại Moscow đã thử nghiệm
một ngọn đuốc plasma lạnh đối với các loài vi khuẩn bao gồm cả Pseudomonas
aeruginosa và Staphylococcus aureus . Những loài này có thủ phạm phổ biến của nhiễm trùng vết
thương mãn tính và có khả năng chống lại các tác động của thuốc kháng sinh vì họ có thể cùng
nhau phát triển trong lớp bảo vệ được gọi là màng sinh học. Các nhà khoa học cho thấy không
chỉ plasma gây tử vong lên đến 99% vi khuẩn trong màng sinh học trong phòng thí nghiệm phát
triển sau năm phút, nhưng cũng plasma đã giết chết khoảng 90% vi khuẩn (trung bình) lây nhiễm
cho các vết thương da ở chuột sau mười phút.
"Plasma lạnh có thể tiêu diệt vi khuẩn bằng cách làm tổn hại DNA của vi sinh vật và cấu trúc bề

mặt mà không gây hại đến các mô của con người. Điều quan trọng là chúng tôi đã chỉ ra rằng
trong plasma có thể giết chết vi khuẩn phát triển trong màng sinh học trong vết thương, mặc dù
màng sinh học dày hơn cho thấy một số đề kháng với điều trị."
( )
Nhìn chung, vi khuẩn Gram âm là dễ bị xử lý plasma hơn vi khuẩn Gram dương. Đối với các vi
khuẩn Gram âm Pseudomonas aeruginosa , Burkholderia cenocepacia và Escherichia coli ,
không có sống sót trong số ban đầu 10
5
cfu sau khi điều trị plasma 5 phút. Tính nhạy cảm của vi
khuẩn Gram dương là loài và căng thẳng cụ thể. Streptococcus pyogenes là chịu nhất với 17%
tồn tại của các ban đầu 10
5
cfu sau khi điều trị 5 phút plasma. Staphylococcus aureus có một sức
đề kháng căng thẳng phụ thuộc với 0 và 10 % tồn tại từ 10
5
cfu của Sa 78 và ATCC 6538 chủng,
tương ứng. Staphylococcus epidermidis và Enterococcus faecium có sức đề kháng trung bình.
( />3.4:Ảnh hưởng của các thông số quá trình:
Đặc điểm, khả năng khử trùng của plasma lạnh phụ thuộc nhiều vào thiết bị(hình dạng lò
phản ứng, điều kiện hoạt động(áp suất khí, lưu lượng, tần suất và sứ mạnh kích thích
plasma) và thành phần khí mang có ảnh hưởng đến hiệu quả thiết bị trong quá trình sử
dụng.
Trích dẫn một ví dụ , hiệu quả tiêu diệt của các nguồn khí plasma và nhiệt độ lên vi
khuẩn Bacillus spp khác nhau. bào tử được so sánh bằng ( Hury et al. 1998). Nhóm này
đã chứng minh rằng plasma oxy dựa trên hiệu quả hơn argon plasma tinh khiết . Một tiêu
chí quyết định là liệu các bề mặt được tiệt trùng tiếp xúc trực tiếp với plasma ( phơi sáng
trực tiếp) hoặc đặt từ xa từ nó ( phơi sáng từ xa ) ( Moisan et al 2001; . Laroussi năm
2005; . Boudam và cộng sự 2006). Nếu tiếp xúc từ xa , các lượng tử của nhiệt chuyển đến
một mẫu được giảm , các hạt tích điện không đóng vai trò kể từ khi nó kết hợp lại trước
khi đến mẫu, và rất nhiều các loài phản ứng trung lập trong thời gian ngắn cũng không

đạt được mẫu. Kể từ đó, các thành phần của plasma phản ứng và tự dập tắt , với một nửa
thời gian sống tương đối ngắn , giảm thời gian bay sẽ được dự kiến sẽ là một trong những
yếu tố quan trọng trong hiệu quả kháng sinh trong trường hợp này ( Niemira và các trang
2008).
4.ỨNG DỤNG TRONG KHỬ TRÙNG
Sự kết hợp của các loại plasma năng lượng cao với một chế độ điều trị nonthermal làm cho NTP
đặc biệt thích hợp cho khử trùng các thiết bị trong chế biến thực phẩm ( Yu et al. 2006). NTP có
vô số các ứng dụng tiềm năng cho ngành công nghiệp thực phẩm bao gồm khử trùng khô của bề
mặt thực phẩm ( như thịt, gia cầm, cá và tươi thu hoạch sản phẩm làm vườn ) , dạng hạt và thực
phẩm dạng hạt ( sữa khô , các loại thảo mộc và gia vị ) và nảy mầm hạt giống . Có một phạm vi
đáng kể cho NTP khử trùng của các loại thực phẩm dạng hạt , đặc biệt là sau khi lệnh cấm các
khí oxit ethylene. công nghệ này cũng đã được áp dụng thành công cho việc khử trùng bề mặt
của vật liệu đóng gói ( Deilmann và cộng sự năm 2008. ) và cũng thay đổi chức năng của họ cho
truyền đạt đặc tính mong muốn ( Ozdemir và cộng sự năm 1999; . . Gulec và cộng sự 2006). Một
cơ sở dữ liệu đáng kể đã tích lũy trong những năm gần đây giải quyết hiệu quả của NTP trong
bất hoạt các vi sinh vật trên bề mặt của vật liệu phi sinh học như thủy tinh và màng tổng hợp.
4.1Xử lý các sản phẩm thô và khô
Escherichia coli , Salmonella typhimurium , Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes và
Enterococcus faecalis là chung tác nhân gây bệnh truyền qua thực phẩm gây bệnh nghiêm trọng
và trong một số trường hợp thậm chí tử vong ( Yun et al. 2010) . Sản phẩm nông nghiệp thô đã
thường xuyên được liên quan đến dịch bệnh bùng phát . Điều trị được áp dụng để đảm bảo sự an
toàn vi sinh thực phẩm phải được lựa chọn để giảm thiểu thay đổi các thuộc tính cảm giác, dinh
dưỡng và chức năng của nó ( Manas và Pagan 2005). Thông thường, phương pháp khử trùng như
nhiệt độ, dung dịch hóa học và các loại khí (ví dụ ethylene oxide , hydrogen peroxide ) được sử
dụng để khử trùng bề mặt của trái cây , gia vị , hạt vv, mà thường tốn thời gian, gây tổn hại hoặc
có dư lượng độc hại ( Muranyi et al. 2007). Những tác động bất hoạt tác nhân gây bệnh plasma
lạnh có khả năng cung cấp một bước điều trị cho sản phẩm tươi sống để giảm tải vi khuẩn mà
không ảnh hưởng xấu đến các đặc điểm chính và dinh dưỡng khác . Phát hiện gần đây , quan
trọng và lựa chọn trên plasma dựa trên bất hoạt các vi sinh vật đã được tóm tắt trong bảng 1.
Quy định mới đây của Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA ) đã yêu cầu bộ vi xử

lý để đạt mục tiêu giảm 5 bản ghi trong số các tác nhân gây bệnh kháng nhất trong thành phẩm
của họ. Điều thú vị , điều tra tại Commonwealth khoa học và Tổ chức Nghiên cứu Công nghiệp
(CSIRO) , Thực phẩm và Khoa học dinh dưỡng , Úc , cũng đã chứng minh lên đến 5 log10 giảm
các vi sinh vật chỉ sau vài giây tiếp xúc với plasma lạnh (Anonymous 2010) . Kết quả tương tự
cũng đã được xuất bản bởi nhiều nhà nghiên cứu khác (Bảng 1) . Các ion của plasma lạnh có thể
xâm nhập các vết nứt và khe hở của các cơ quan có hình dạng phức tạp thậm chí không giống
như xử lý bề mặt tiềm năng khác như ánh sáng tia cực tím. Do đó, công nghệ này có thể hoạt
động hiệu quả hơn và hiệu quả trên bề mặt undulated hoặc nứt như những người tìm thấy trên
nhiều loại thực phẩm như hạt giống, thịt,…
Selcuk et al. (2008) khử nhiễm thành công giống cà chua , lúa mì ( Triticum durum ) , đậu , đậu
xanh , đậu tương , lúa mạch, yến mạch , lúa mạch đen , đậu lăng ( Lens culinaris ) và ngô , nhiễm
Aspergillus parasiticus 798 và Penicillium sp. ít hơn 1 % của số ban đầu phụ thuộc vào thời gian
điều trị. Thời gian điều trị thay đổi từ 30 giây đến 30 phút . Nhóm này đã sử dụng một tùy chỉnh
thiết kế kiểu hàng loạt áp suất thấp trong plasma lạnh ( LPCP ) đơn vị hoạt động theo nguyên
mẫu chân không, sử dụng không khí và khí SF6 . Kết quả cho thấy trong thực tế , sau khi chất
lượng thực phẩm điều trị trong plasma của lúa mì và đậu không bị ảnh hưởng hoặc chỉ bị ảnh
hưởng nhẹ. Điều đáng nói rằng những hạt giống đã được tìm thấy là khả thi chế biến sau plasma.
Trong một nghiên cứu của E. coli 12955 , một thay thế không gây bệnh Salmonella spp. tiêm vào
hạnh nhân, Đặng Tiểu Bình và cộng sự ( 2006) đã giảm hơn 4 log CFU / ml . Trong khử trùng
nghiên cứu này đã đạt được bằng cách đặt hạnh nhân trong một khoảng cách 10 mm giữa hai
điện cực phóng điện plasma và điều trị cho 30 giây ( 25 kV , 2 kHz) . Tương tự như vậy ,
Niemira & Trang (2008) làm giảm đáng kể dân số khả thi của vi khuẩn Salmonella và E. coli
0157: H7 gây nhiễm trên bề mặt quả táo bằng cách sử dụng plasma lạnh được tạo ra trong một
vòng cung trượt . Một CFU 2,9-3,7 log / ml và 3,4-3,6 log CFU / ml giảm.
Salmonella Stanley và E. coli , tương ứng đã được quan sát . Các tác giả báo cáo tốc độ dòng
chảy cao nhất của không khí ( trung bình xả ) tức là 40 lít / phút , có hiệu quả nhất .
4.2.Kiểm soát của màng sinh học và khử trùng các bề mặt xử lý
Vi sinh vật thường được nhúng trong môi trường giàu dinh dưỡng của màng sinh học nơi nó sinh
sôi nảy nở và được bảo vệ phần lớn từ áp lực bên ngoài như cuộc tấn công trực tiếp của loại
plasma( Vleugels et al. 2005). Các cơ chế liên quan đến việc hình thành và hoạt động của màng

sinh học, tác hại liên quan đến chiến lược hiện diện và kiểm soát của họ được xem xét trong
Simões et al. (2010) . Màng sinh học là vấn đề trong ngành công nghiệp thực phẩm cụ thể như
sản xuất bia , chế biến sữa , sản phẩm tươi sống , chế biến gia cầm và chế biến thịt đỏ ( Simões
và cộng sự năm 2010; . . Chen et al 2007; . Frank et al 2003; Jessen và Lammert 2003; Somers
và Wong 2004).
Công nghệ plasma cũng có thể được khai thác cho các ứng dụng có thể trong cuộc chiến chống
với các mối đe dọa của màng sinh học hình thành trên bề mặt chế biến ( Critzer et al. 2007). Các
bằng sáng chế Mỹ ( # 6.096.564 , 2000) mô tả các phát minh bởi Dénes et al. (2000) cho thụ
động bề mặt màng sinh học vi khuẩn bị điều trị plasma lạnh. Các bằng sáng chế cho rằng sự tiếp
xúc của bề mặt chế biến thực phẩm bị ô nhiễm sinh học để một bản kết quả oxy plasma trong
khử trùng và liên kết ngang ô nhiễm sinh học thành một dạng có khả năng kháng để bám dính
thêm vi khuẩn và vật liệu sinh học khác trong khi làm sạch và khử trùng các khu vực của bề mặt
không được bao phủ bởi các màng sinh học . Các nhà phát minh tiếp tục cho rằng một bước thứ
hai có thể được thực hiện để plasma trung gian các khoản tiền gửi của một bộ phim chống bẩn sử
dụng các thành phần mà sẽ cung cấp cho mạng lưới phân tử trên bề mặt có cấu trúc mong muốn
mà có khả năng chống bám dính của vi khuẩn. Vleugels và đồng nghiệp (2005) màng sinh học
hình thành bất hoạt thành công Pantoea agglomerans ( thường liên kết với các mô thực vật )
được trồng trên màng tổng hợp của hai đơn đặt hàng giảm ghi trong 10 phút. Họ báo cáo thay đổi
màu sắc không đáng kể của các nền tức . mẫu ớt đỏ , xanh lá cây và màu vàng chuông khi tiếp
xúc với ánh sáng rực rỡ phóng điện plasma . Abramzon et al. (2006) đã báo cáo gần như 100%
của các tế bào giết violaceum Chromobacterium nhúng trong một màng sinh học bốn ngày tuổi
sử dụng 100W RF cao áp máy bay phản lực plasma lạnh . Giai đoạn động riêng biệt của bất hoạt
đã được báo cáo trong tất cả các cuộc điều tra cho thấy cơ chế bất hoạt khác nhau, mỗi trong số
đó có thể đã được kích hoạt bởi các loài plasma khác nhau hoặc các hiệu ứng tổ hợp / hiệp đồng
khác nhau của họ .
Sự tồn tại của tác nhân gây bệnh truyền qua thực phẩm đã được phát hiện ở một mức độ 105
CFU/cm2 trên các bề mặt bằng thép không gỉ trong một nghiên cứu của Kusumaningrum và
cộng sự ( 2003). Đặng Tiểu Bình và các cộng sự . (2009) cho thấy plasma khí lạnh có khả năng
denaturize protein gắn liền với thép không gỉ. Plasma khí cũng có thể được sử dụng để loại bỏ
chất gây dị ứng từ bề mặt của thiết bị chế biến thực phẩm ( Shama et al. 2009). Leipold et al.

(2010 ) đã nghiên cứu khử nhiễm của một công cụ cắt luân phiên sử dụng vì đã đốn trong ngành
công nghiệp thịt bằng không khí áp lực xả hàng rào điện môi hoạt động trong không khí. Nhắm
mục tiêu cho vi khuẩn Listeria monocytogenes , nhóm này được cấy con dao với Listeria
innocua . Con dao tự đã được sử dụng như một điện cực mặt đất trong thí nghiệm và giảm 5 nhật
ký của .
L. innocua thu được sau 340 s hoạt động trong plasma . Nó cũng đã được báo cáo rằng nhiệt độ
của dao sau khi điều trị vẫn thấp hơn 300C . Vì khử nhiễm được thực hiện trong khi con dao đi
vào hoạt động và phương pháp này cho phép giảm nguy cơ lây nhiễm chéo giữa các lô riêng biệt
của thịt . Các nhà sản xuất thực phẩm đang ngày càng đầu tư vào công nghệ plasma lạnh để tiêu
diệt mầm bệnh trong không khí và trên bề mặt của nhà máy chế biến (Brown 2010) .
4.3.Khử trùng bề mặt của trứng
Salmonella spp. phần lớn đã được báo cáo là một mối nguy hiểm tiềm năng cho người tiêu dùng
trứng và nhu cầu về phương pháp thay thế của decontaminations đã được đánh dấu bởi Davies và
Breslin ( 2003). Các tài liệu khoa học đã chứng minh một số phương pháp nonthermal cho khử
trùng bề mặt của vỏ trứng , bao gồm cả thủ tục quá trình oxy hóa nâng cao ( AOP của ) như công
nghệ xung ánh sáng ( Hierro và cộng sự năm 2009. ) , Ozon, bức xạ tia cực tím ( Rodriguez -
Romoand và Yousef năm 2005; Fuhrmann và cộng sự năm 2010. ) , nước điện phân có tính axit
nhẹ (Cao et al . 2009). Những nỗ lực này đang mở rộng sự thất bại của kỹ thuật thông thường
trong làm sạch hiệu quả bề mặt của trứng . RAGNI và đồng nghiệp (2010 ) đã nghiên cứu hiệu
quả của hàng rào điện trở xả (RBD) plasma khử trùng các bề mặt trứng vỏ. Các hiệu ứng nâng
cao của tăng RH về hiệu quả của phương pháp điều trị đã được giải thích trong nghiên cứu này
dựa trên cơ sở của sự hiện diện của các loài ôxy như phát hiện trong quang phổ phát xạ. Những
kết quả này là ngang bằng với các tia cực tím và ozone điều trị trứng báo cáo trước đó
( Rodriguez - Romoand và Yousef 2005). Một khía cạnh quan trọng của nghiên cứu này là xử lý
plasma không dẫn đến bất kỳ thỏa hiệp với chất lượng lớp biểu bì , thường được coi là chế độ
phòng thủ đầu tiên chống lại cuộc xâm lược của vi sinh vật . Điều này đã được chứng minh từ
kính hiển vi điện tử quét (SEM) nghiên cứu và phương pháp hấp thụ thuốc nhuộm .
4.4: Khử trùng các vật liệu đóng gói
Vật liệu đóng gói thực phẩm là nhằm mục đích phục vụ các chức năng của cả hai bảo quản thực
phẩm và bảo vệ nó khỏi oxy hóa, ô nhiễm bên ngoài hoặc thiệt hại trong quá trình phân phối và

lưu trữ. Khi không được lưu trữ trong điều kiện thích hợp , vật liệu đóng gói có thể bị nhiễm vi
sinh vật. Các chất gây ô nhiễm được chuyển giao cho thực phẩm thông qua các gói , và sự tăng
trưởng của họ trên thực phẩm có thể dẫn đến thiệt hại kinh tế do sự hư hỏng ( Turtoi và Nicolau
2007). Ngoài ra, họ có thể gây ra vấn đề sức khỏe công cộng. Nói chung , khử trùng trong dây
chuyền đóng chai được thực hiện bằng phương tiện oxy hóa các chất lỏng trùng hóa học như
hydrogen peroxide , axit peracetic , nước ozon hóa vv ( có hoặc không có xử lý nhiệt nhẹ) . Chai
này được nhúng trong nội bộ hoặc phun , tùy nước nóng, rửa sạch và khô trước khi điền . Mặc dù
hiệu quả , phương pháp này tạo ra chất thải lỏng, mà chi phí điều trị được thêm vào của quá trình
này. Hơn nữa , nói chung, quản lý của các mạch nước luôn luôn phải gánh chịu một nguy cơ phát
triển nhiễm khuẩn vô ý. Plasma lạnh có tiềm năng để tiếp nhận hoặc bổ sung cho các phương
pháp khử trùng hóa học dựa trên hiện tại cho vật liệu đóng gói thực phẩm.
Ứng dụng thực phẩm liên quan đến hiện tại của plasma chủ yếu giới hạn trong ngành công
nghiệp bao bì và bao gồm khử trùng chống bẩn và in bề mặt và giảm tính thấm của polyme để
carbon dioxide và oxy (Schneider và cộng sự năm 2005; . . Basaran và cộng sự 2008). Nhiệt độ
thấp khử trùng khí plasma cho phép nhanh chóng và an toàn khử trùng các vật liệu đóng gói như
chai nhựa, nắp đậy và các bộ phim mà không ảnh hưởng xấu đến tính chất của vật liệu hoặc để
lại bất kỳ dư lượng .

×