تخریب مایکوکسین ها به روش پلاسمای سرد

پلاسمای سرد یک روش امیدوارکننده در فرآوری مواد غذایی به منظور افزایش ایمنی محصول و افزایش ماندگاری غذا است. گونه‌های شیمیایی فعال شده ناشی از پلاسمای سرد می‌توانند به سرعت در برابر میکروارگانیسم‌ها و مایکوتوکسین ها در دمای محیط عمل کنند، بدون اینکه باقیمانده‌های شیمیایی شناخته‌شده‌ای باقی بگذارند.

مسیرهای تخریب مایکوتوکسین در طی تیمار با پلاسمای سرد به طور اجتناب ناپذیری به ساختار مولکولی غذا، ماهیت شیمی پلاسما و نهایتا تعامل پلاسما با مولکول های مایکوتوکسین مرتبط است. اینگونه می توان استدلال کرد که وجود ساختارهای معطر در پلیمرها اغلب روند تخریب مایکوتوکسین ها را طی تیمارهای پلاسما کند می کنند. با این حال، مسیرهای تخریب مایکوتوکسین در طول تیمار با پلاسما به طور قابل توجهی متفاوت است.

وانگ و همکاران (2015)، AFB1 تحت تیمار با پلاسمای کم فشار را مورد مطالعه قرار دادند و بر اساس طیف سنج جرمی مسیرهای تخریب AFB1 را پیشنهاد کردند. این محققین تشکیل یک واسطه با C₁₇H₁₅O₇  را پیش بینی کردند که این ترکیب یک محصول اصلی ناشی از تخریب AFB1 پس از تیمار با  UV است. تخریب مایکوتوکسین ها توسط پلاسمای سرد می تواند به طور مستقیم با رادیکال های آزاد (به عنوان مثالO^•  و OH^•) تولید شده در طول تیمار مرتبط باشد. اخیرا، در مطالعه ای در سال 2017، نیز مسیرهای مشابهی را زمانی کهAFB1  با استفاده از منبع پلاسمای ولتاژ بالا DBD تیمار شد، تایید کردند. گونه‌های گاز واکنش پذیر که به عنوان عوامل اولیه در تخریب آفلاتوکسین توسط پلاسمای سرد هوای مرطوب شناسایی شده‌اند شامل رادیکال‌های ازن، هیدروکسیل و آلدهید هستند که از یونیزاسیون اکسیژن، مولکول‌های آب و دی اکسید کربن تشکیل می‌شوند. مسیرهای تخریب در درجه اول شامل افزودن متوالی یک مولکول آب، اتم هیدروژن یا گروه آلدهید به AFB1 یا واکنش های اپوکسیداسیون و اکسیداسیون از طریق عمل رادیکال هیدروپروکسیل (HO₂) است. مطالعات متعددی واکنش عوامل استرس زای اکسیداتیو با AFB1 را بررسی کرده اند و پیشنهاد کرده اند که تجزیه AFB1 در پیوند دوگانه C8 به C9 حلقه‌های دی هیدروفوران رخ داده است. می توان اینگونه بیان کرد که شدت انتشار نور فرابنفش در طی تیمار با پلاسمای سرد بسیار کمتر از UV برای تخریب آفلاتوکسین است. وانگ و همکاران (2015) کاهش سمیت محصولات تخریب AFB1 را پس از تیمار پلاسمای سرد پیشنهاد کردند که احتمالاً به دلیل از بین رفتن پیوند دوگانه در حلقه نهایی فوران می باشد؛ چرا که قسمت فورفوران AFB1 برای سمیت و سرطان زایی آن مهم است.

فناوری پلاسمای سرد این پتانسیل را دارد که قارچ‌ها را کاهش دهد و مایکوتوکسین‌ها را در مواد غذایی و خوراک به طور موثری تجزیه کند. پلاسمای سرد روشی پایدار است و نیاز به انرژی و سرمایه گذاری کمتری دارد. با این حال، استفاده از فناوری پلاسمای سرد برای کاهش قارچ‌های بیماری‌زا و مایکوتوکسین‌ها در مواد غذایی و خوراک نیاز به بررسی همه جانبه دارد.  تیمارهای پلاسمای سرد باید بتوانند مقادیر عمده غذا و مواد خوراک را تحت تاثیر قرار دهند. بنابراین، مطالعاتی برای بررسی امکان‌سنجی سیستم‌های پلاسمای پیوسته یا دسته‌ای به منظور پردازش مقادیر زیاد غذا و مواد خوراکی مورد نیاز است. اثربخشی تیمار با پلاسمای سرد به پارامترهای درونی و بیرونی متعددی از جمله ویژگی‌های سطحی، نوع مواد غذایی و خوراک، ماهیت و ساختار مایکوتوکسین‌ها، نوع قارچ‌ها و چسبندگی آن ها به سطوح، توانایی برای انتشار بر روی سطوح، طول عمر آن ها در طول و بعد از تیمار، مدت زمان تیمار و هزینه دارد. در نهایت، توصیه می شود که محققان باید روش پلاسمای سرد را به عنوان یک مرحله ضدعفونی تکمیلی همراه با روش های مرسوم برای ایجاد اثرات هم افزایی یا افزایشی برای کاهش قارچ ها و مایکوتوکسین ها بررسی کنند.

منبع

Wang, S. Q., Huang, G. Q., Li, Y. P., Xiao, J. X., Zhang, Y., & Jiang, W. L. (2015). Degradation of aflatoxin B 1 by low-temperature radio frequency plasma and degradation product elucidation. European Food Research and Technology, 241, 103-113.