Επιστημονική εργασία που υποστηρίχθηκε από το UK Engineering & Physical Sciences Research Council (EPSRC) και το Campden BRI από τους Ανδρέα Σ. Κατσιγιάννη, Danny L. Bayliss και James L. Walsh .
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις που αντιμετωπίζει η βιομηχανία τροφίμων είναι να παρέχει επαρκή θρεπτικά και ασφαλή τρόφιμα για τις μελλοντικές γενιές. Υπολογίζεται ότι μέχρι το 2050, η παγκόσμια παραγωγή τροφίμων θα αυξηθεί κατά 50%. Παρόλα αυτά, εκτιμάται ότι πάνω από 820 εκατομμύρια άνθρωποι δεν έχουν πρόσβαση σε επαρκή ασφαλή τρόφιμα, ενώ στις μονάδες επεξεργασίας τροφίμων, μια σημαντική ποσότητα απορριμμάτων τροφίμων παράγεται κατά τη διάρκεια της παραγωγής.
Μια κύρια αιτία που θέτει σε κίνδυνο την ασφάλεια τροφίμων είναι η μικροβιακή μόλυνση. Παθογόνα όπως βακτήρια, μύκητες, παράσιτα, ιοί και οι τοξίνες τους (π.χ. Salmonella , Yersinia enterocolitica , Listeria monocytogenes , Campylobacter jejuni , νοροϊοί, μυκοτοξίνες κ.λπ.) προκαλούν πολλές τροφιμογενείς ασθένειες όταν υπάρχουν μέσα σε τρόφιμα. Μέσα στις μονάδες επεξεργασίας τροφίμων, μικρόβια που υπάρχουν φυσικά στα τρόφιμα ή μεταφέρονται από το προσωπικό εισάγονται και μολύνουν τον εξοπλισμό και τις επιφάνειες επεξεργασίας. Κατά τη διάρκεια των σταδίων επεξεργασίας αυτά μπορεί να μολύνουν διασταυρούμενα τα επεξεργασμένα τρόφιμα, εάν δεν απολυμαίνονται σωστά. Ειδικότερα, ορισμένα μηχανήματα είναι δύσκολο να απολυμανθούν και μερικές φορές δεν απολυμαίνονται σε τακτικά.
Τα κρούσματα εστιών τροφικής δηλητηρίασης συνεχίζουν να αυξάνονται και εκτιμάται ότι το 10% του παγκόσμιου πληθυσμού υποφέρει από τροφιμογενείς ασθένειες ετησίως ενώ οι επιδημίες τροφιμογενών ασθενειών προκαλούν και πολλές ανακλήσεις προϊόντων με το κόστος για τις εταιρείες να ανέρχεται κάποιες φορές σε δεκάδες εκατομμύρια.
Αρκετές από τις εστίες μολύνσεων εντοπίζονται σε μολυσμένες επιφάνειες και εξοπλισμό επεξεργασίας. Για παράδειγμα, οι επιφάνειες επεξεργασίας μπορούν να μολύνουν έτοιμα προς κατανάλωση προϊόντα με L. monocytogenes . Μελέτες σε κομμένα προϊόντα έχουν δείξει συνεχή μεταφορά από τους τεμαχιστές στα τελικά προϊόντα. Το 2010 στο Τέξας των Ηνωμένων Πολιτειών αναφέρθηκαν 10 περιπτώσεις και πέντε θάνατοι λόγω μολυσμένου σέλινου σε κύβους με L. monocytogenes από μηχανή κοπής. Ομοίως, σε μια μονάδα επεξεργασίας κρέατος, αρκετά παθογόνα ανιχνεύθηκαν στους μεταφορικούς ιμάντες μετά από έναν κύκλο καθαρισμού και απολύμανσης, συμπεριλαμβανομένου του L. monocytogenes. Σε μια άλλη μελέτη σε δύο εργοστάσια επεξεργασίας σολομού, οι μεταφορείς, οι μηχανές φιλετοποίησης και εκσπλαχνισμού ήταν οι κύριες πηγές μόλυνσης των Pseudomonas και Shewanella spp. Μια μελέτη σε μια εγκατάσταση αρτοποιίας έδειξε ότι το χημικό απολυμαντικό που χρησιμοποιήθηκε δεν ήταν αποτελεσματικό στην αφαίρεση των σπορίων Bacillus cereus σε μεταφορικούς ιμάντες πολυουρεθάνης.
Όλα τα παραπάνω υποδεικνύουν την ανάγκη για αντιμικροβιακές τεχνικές εντός των μονάδων επεξεργασίας τροφίμων για τον έλεγχο της μικροβιακής μόλυνσης. Παραδοσιακά, χρησιμοποιήθηκαν θερμικές τεχνικές (π.χ. ατμός) ή χημικές ουσίες. Ωστόσο, αυτές οι προσεγγίσεις μπορεί να επιφέρουν δαπανηρή διακοπή λειτουργίας της εγκατάστασης επεξεργασίας τροφίμων και περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Για το λόγο αυτό, οι κατασκευαστές αναζητούν μη θερμικές, διαδικτυακές και συνεχείς διαδικασίες απολύμανσης για τον έλεγχο των μικροβιακών επιπέδων στο περιβάλλον επεξεργασίας. Μια τέτοια πολλά υποσχόμενη τεχνική είναι το ψυχρό ατμοσφαιρικό πλάσμα (CAP).
Το πλάσμα, που συνήθως αναφέρεται ως η τέταρτη κατάσταση της ύλης, είναι μια κατάσταση ιονισμένου αερίου, όπου τα ηλεκτρόνια αποκτούν αρκετή ενέργεια για να ξεφύγουν από τον ατομικό ηλεκτροστατικό περιορισμό. Τα ψυχρά ή μη ισορροπημένα πλάσματα παρουσιάζουν εντυπωσιακές φυσικές και χημικές ιδιότητες. Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια μέσα στο πλάσμα είναι πολύ ενεργητικά και μπορούν να διαχωρίσουν μόρια όπως το O 2 και το N 2 . Ωστόσο, τα βαρύτερα σωματίδια στο πλάσμα βρίσκονται σε πολύ χαμηλότερες θερμοκρασίες, συχνά κοντά στο περιβάλλον. Αυτά τα μοναδικά φυσικοχημικά χαρακτηριστικά καθιστούν το ψυχρό πλάσμα που παράγεται σε ατμοσφαιρική πίεση, ή CAP, έναν αποτελεσματικό αντιμικροβιακό παράγοντα.
Η ανάπτυξη πηγών ψυχρού πλάσματος σε ατμοσφαιρική πίεση επέτρεψε περισσότερες δυνατότητες βιομηχανικών εφαρμογών, χωρίς την απαίτηση για ακριβά συστήματα κενού. Αυτά βελτιστοποιήθηκαν για ισχυρή, σταθερή και ομοιόμορφη παραγωγή πλάσματος και εξετάστηκαν έναντι πολλών τροφιμογενών παθογόνων, προσφέροντας σημαντικά αποτελέσματα σε σύντομες θεραπείες σε μεταλλικές και πολυμερείς επιφάνειες. Αυτά τα αποτελέσματα ενέπνευσαν τη δημιουργία πρωτοτύπων συστημάτων βιομηχανικής κλίμακας για συνεχή εν σειρά επεξεργασία CAP μικρού εξοπλισμού επεξεργασίας, υλικών συσκευασίας τροφίμων και ακόμη και τροφίμων. Παραδείγματα περιλαμβάνουν περιστρεφόμενα μαχαίρια κοπής ή συστήματα ταινιών μεταφοράς.
Ωστόσο, εξακολουθούν να υπάρχουν πολλές προκλήσεις που πρέπει να ξεπεραστούν για την επιτυχή εφαρμογή της τεχνολογίας CAP σε βιομηχανική κλίμακα. Πιο συγκεκριμένα, η απόδοσή του ποικίλλει σημαντικά με πολλές παραμέτρους που είναι δύσκολο να ελεγχθούν, όπως η σύνθεση του ατμοσφαιρικού αέρα, η μικροδομή της επιφάνειας στόχου και η αντίσταση του μικροβίου στόχου για να αναφέρουμε μόνο μερικές.
Αυτή η επιστημονική ανασκόπηση παρουσιάζει τις πιο πρόσφατες προόδους και προκλήσεις που σχετίζονται με τεχνολογίες για την απολύμανση επιφανειών και εξοπλισμού που βρίσκονται στο περιβάλλον επεξεργασίας τροφίμων. Η CAP είναι μια αναδυόμενη τεχνολογία μη θερμικής απολύμανσης που υπόσχεται τεράστιες υποσχέσεις για μικροβιακή και (βιο)χημική απολύμανση εντός της αλυσίδας εφοδιασμού τροφίμων. Αυτή η ανασκόπηση διερευνά τη χρήση του CAP για την απολύμανση επιφανειών που έρχονται σε επαφή με τρόφιμα μέσω ανάλυσης των πρόσφατων επιστημονικών και τεχνολογικών εξελίξεων που αναφέρονται στην περιοχή. Τόσο τα πλεονεκτήματα όσο και τα μειονεκτήματα της τεχνολογίας CAP εξετάζονται και συγκρίνονται με τις συμβατικές και άλλες αναδυόμενες προσεγγίσεις απολύμανσης. Συζητούνται τα εμπόδια που αντιμετωπίζει η μελλοντική εφαρμογή της τεχνολογίας σε βιομηχανική κλίμακα. Συμπεραίνεται ότι η εισαγωγή της ΚΓΠ σε στρατηγικά σημεία μιας διαδικασίας παραγωγής τροφίμων θα μπορούσε να βελτιώσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα και την ασφάλεια του εφοδιασμού τροφίμων, ωφελώντας άμεσα τόσο τους παραγωγούς όσο και τους καταναλωτές.
Για να διαβάσετε ολόκληρη τη μελέτη πατήστε ΕΔΩ
Ακολουθήστε το Cibum 
