Τα υγρά που ενεργοποιούνται με πλάσμα (PALs) αναδυόμενη και πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση στις παραδοσιακές τεχνολογίες απολύμανσης και αντιμετώπισης των βιοφίλμ σε επιφάνειες επεξεργασίας τροφίμων και σε τρόφιμα.
Η βιομηχανία τροφίμων είναι εξαιρετικά ευάλωτη σε επικίνδυνη μόλυνση από τροφιμογενή παθογόνα που συσσωρεύονται ως βιοφίλμ και οδηγούν σε αλλοίωση καθώς και σε οικονομικές απώλειες. Περίπου το 60% των εστιών των τροφιμογενών ασθενειών προκαλούνται από βιοφίλμ, σύμφωνα με έρευνα για την ασφάλεια των τροφίμων. Αν και οι εκτιμήσεις ποικίλλουν, ορισμένες πηγές αναφέρουν περίπου 600 εκατομμύρια ασθένειες και 420.000 θανάτους παγκοσμίως κάθε χρόνο από μολυσμένα τρόφιμα, στα οποία οφείλεται περίπου το 7,5% των ετήσιων θανάτων.
Τα βιοφίλμ είναι σύνθετες συστάδες μικροοργανισμών που μπορεί να αποτελούνται από διάφορα μικρόβια, όπως μύκητες, φύκια, βακτήρια, πρωτόζωα και ζυμομύκητες, που συνδέονται μεταξύ τους με μια αυτοπαραγόμενη μήτρα που ονομάζεται EPS. Τα βιοφίλμ έχουν την ικανότητα να αναπτύσσονται σε οποιαδήποτε επιφάνεια (βιοτικές ή αβιοτικές επιφάνειες) σε διαφορετικούς οικοτόπους μέσω προσκόλλησης. Η ικανότητα σχηματισμού βιοφίλμ λέγεται ότι είναι ένας προσαρμόσιμος μηχανισμός επιβίωσης των πλαγκτονικών κυττάρων έναντι βιοκτόνων και σκληρών περιβαλλόντων. Έτσι, τα βιοφίλμ είναι πολύπλοκα και εκκρίνουν εξωκυτταρική μήτρα μετά από προσκόλληση σε επιφάνειες επαφής με τρόφιμα, πολλές από τις οποίες είναι εξαιρετικά ανθεκτικές σε διάφορες βακτηριοκτόνες θεραπείες.
Παρόλο που έχει καθιερωθεί μια σειρά λειτουργικών κανόνων και συστημάτων διαχείρισης για την υγιεινή και την ασφάλεια των τροφίμων, τα περιστατικά ασφάλειας τροφίμων που σχετίζονται με το βιοφίλμ εξακολουθούν να αυξάνονται παγκοσμίως. Η μόλυνση που προκαλείται από το βιοφίλμ μπορεί να συμβεί σε οποιοδήποτε σημείο του κύκλου ζωής των τροφίμων, γεγονός που καθιστά τα μέτρα πρόληψης/ελέγχου ζωτικής σημασίας. Διάφορες μέθοδοι έχουν χρησιμοποιηθεί, συμπεριλαμβανομένης της θερμικής επεξεργασίας, των χημικών απορρυπαντικών, της αποθήκευσης σε χαμηλή θερμοκρασία, της ακτινοβόλησης και ούτω καθεξής προκειμένου να αποφευχθεί η μικροβιακή μόλυνση. Όμως τα βιοφίλμ έχουν θεωρηθεί ως πιο ανθεκτικά σε καθαριστικά και απολυμαντικά χημικά. Οι αναδυόμενες/νέες τεχνολογίες όπως η τεχνολογία αέριου πλάσματος, τα μαγνητικά πεδία, οι υπερήχοι, οι θεραπείες με υπεριώδη ακτινοβολία, το όζον και ούτω καθεξής έχουν βρεθεί ότι είναι αποτελεσματικές έναντι των βιοφίλμ. Επιπλέον ένας αυξανόμενος αριθμός βακτηριακών στελεχών που δεν απενεργοποιούνται από αντιμικροβιακούς παράγοντες (χημικά απορρυπαντικά και αντιβιοτικά) συνεχίζει να υπάρχει έχοντας υψηλότερη αντοχή, οδηγώντας σε αυξημένα προβλήματα υγείας και ασφάλειας και συνεπώς υπάρχει ανάγκη για μια ασφαλή, εύκολη μέθοδο εξάλειψης που δεν προκαλεί σοβαρή μικροβιακή αντοχή. Πρόσφατες μελέτες για την τεχνολογία πλάσματος έχουν δείξει καλή αποτελεσματικότητα απενεργοποίησης βιοφίλμ χωρίς να αναπτύσσεται σημαντική αντίσταση.
Ερευνητές από την Ιρλανδία διενήργησαν ανασκόπηση μελετών για τα υγρά που ενεργοποιούνται με πλάσμα (PALs) ως αναδυόμενες και πολλά υποσχόμενες εναλλακτικές λύσεις στις παραδοσιακές τεχνολογίες απολύμανσης.
Το πλάσμα αναφέρεται ως «η τέταρτη κατάσταση της ύλης», όπου μια αύξηση στα ενεργειακά επίπεδα του υλικού μετατρέπει την κατάστασή του από στερεό σε υγρό σε αέριο και τελικά σε μια ιονισμένη κατάσταση του αερίου, το «πλάσμα», το οποίο εμφανίζει ένα περιβάλλον υψηλής αντίδρασης. Πρόκειται για ένα πολλά υποσχόμενο εργαλείο και έχει αποκτήσει αυξανόμενο ενδιαφέρον για τη βιομηχανία τροφίμων επειδή είναι οικολογικό, δεν αφήνει υπολείμματα μετά την επεξεργασία, καθώς και προκαλεί ελάχιστη βλάβη στις αισθητηριακές ιδιότητες των προϊόντων διατροφής.
Τα ενεργοποιημένα με πλάσμα υγρά (PALs) παράγονται όταν το ατμοσφαιρικό πλάσμα συναντά υγρό όπως νερό, γνωστό ως plasma-activated water (PAW) ή χλωριούχο νάτριο, υποχλωριώδες νάτριο και, ρυθμιστικά διαλύματα και μέσα. Τα PAL μπορούν εύκολα να φτάσουν στα δείγματα σε περιοχές που είναι δύσκολο να φτάσει το αέριο πλάσμα. Παράλληλα είναι ασφαλέστερο καθώς δεν απαιτεί μεταφορά και αποθήκευση δυνητικά επικίνδυνων χημικών ουσιών. Η αντιμικροβιακή δράση των PALs μπορεί να αποδοθεί στη συνεργιστική επίδραση του υψηλού ORP και του χαμηλού pH, αλλά ο ακριβής μηχανισμός ή τρόπος δράσης για την αποτελεσματικότητα των PALs στο αντιβιοφίλμ είναι ακόμα ασαφής και απαιτεί περισσότερη έρευνα για καλύτερη κατανόηση.
Συμπεράσματα ανασκόπησης
Τα τελευταία χρόνια, μελετητές σε διαφορετικούς τομείς έχουν πραγματοποιήσει εκτεταμένη έρευνα σχετικά με την επίδραση των PAL σε διάφορους μικροοργανισμούς και βιομεμβράνες που σχηματίζονται από αυτά. Ωστόσο, απαιτείται περαιτέρω έρευνα για τις πρακτικές εφαρμογές των PAL στην επεξεργασία τροφίμων. Η τρέχουσα έρευνα μπορεί να αντικατοπτρίζει μόνο εν μέρει την αλληλεπίδραση μεταξύ πλάσματος και υδατικού διαλύματος.
Το πεδίο των PALs λοιπόν, εξακολουθεί να αντιμετωπίζει πολλά προβλήματα που απαιτούν πιο ολοκληρωμένη έρευνα, η οποία απαιτεί από τους ερευνητές σε αυτόν τον τομέα να επεκτείνουν τα ερευνητικά πεδία.
Αν και πολλά συστήματα παραγωγής PAL αναπτύχθηκαν πρόσφατα, τα περισσότερα είναι δαπανηρά και λιγότερο αποδοτικά. Ως εκ τούτου, η μελλοντική έρευνα θα πρέπει να αφιερωθεί στην ανάπτυξη ενεργειακά αποδοτικών, σχετικά ασφαλών, οικονομικών συστημάτων παραγωγής πλάσματος με υψηλές δυνατότητες και καλή προσαρμοστικότητα. Η μελλοντική έρευνα θα πρέπει επίσης να αναπτύξει ρυθμιστικούς κανόνες για την εφαρμογή των PAL σε διαφορετικά σενάρια και να διεξάγει ολοκληρωμένες αξιολογήσεις ασφάλειας για το σύστημα πριν από την πρακτική εφαρμογή. Σε μελλοντικές εργασίες, μπορεί να διεξαχθεί έρευνα για τη συνεργιστική επίδραση των PAL σε συνδυασμό με άλλη τεχνολογία, προωθώντας τη συντονισμένη ανάπτυξη σε διάφορες τεχνολογίες και παρέχοντας καλύτερες λύσεις σε πιθανά προβλήματα που μπορεί να προκύψουν κατά τη διαδικασία αφαίρεσης του βιοφίλμ. Περαιτέρω μελέτη για τη διερεύνηση των μηχανισμών μετριασμού του βιοφίλμ, με PAL θα πρέπει να επικεντρωθεί στην εύρεση μιας πειστικής θεωρητικής βάσης για διάφορες υποθέσεις, θέτοντας έτσι μια σταθερή βάση για μετέπειτα έρευνα.
Για να διαβάσετε ολόκληρη τη μελέτη πατήστε ΕΔΩ.
Ακολουθήστε το Cibum 
