Μια νέα ανασκόπηση, έχει ως στόχο να αναδείξει τη σημασία της τεχνολογίας ψυχρού πλάσματος ως εναλλακτικής λύσης σε ορισμένες προκλήσεις της τροφικής αλυσίδας, όπως η εκτεταμένη ζήτηση ενέργειας και οι επικίνδυνες χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται.
Η ανάγκη να υπάρχει διαθέσιμη τροφή για έναν αυξανόμενο πληθυσμό έχει αλλάξει τον φυσικό κύκλο των τροφίμων, με τις παράπλευρες συνέπειες της παραγωγής τεράστιων ποσοτήτων αποβλήτων που μολύνουν σταδιακά τον κόσμο μας. Τα κατά κεφαλήν απόβλητα στον κόσμο κυμαίνονται μεταξύ 0,1 και 4,5 kg ημερησίως και τα απόβλητα από τρόφιμα και λαχανικά φθάνουν έως και το 44% των παγκόσμιων αποβλήτων.
Η πραγματική δομή της παραγωγής τροφίμων απαιτεί μια επείγουσα αλλαγή προς την προστασία του περιβάλλοντός μας και μπορεί να επιτευχθεί με τη διατήρηση των τροφίμων, των υλικών και των πόρων στο σύστημα όσο το δυνατόν περισσότερο. Η έννοια αυτή δεν επικεντρώνεται μόνο στην φιλική προς το περιβάλλον παραγωγή, αλλά σκοπεύει επίσης να προσθέσει αξία στα προϊόντα και τα υλικά διαφοροποιώντας τη χρήση τους. Η παραγωγή τροφίμων καλύπτει τις πρώτες ύλες, την επεξεργασία, τη συσκευασία, τη διανομή και τη διαχείριση των αποβλήτων, και ήταν μια πρόκληση να ενσωματωθεί κάθε βήμα της παραγωγής τροφίμων με αυτόν τον κοινό στόχο.
Οι μη συμβατικές τεχνολογίες, όπως το Ατμοσφαιρικό Ψυχρό Πλάσμα (Atmospheric Cold Plasma – ACP), διαδραματίζουν ουσιαστικό ρόλο στο πλαίσιο της έννοιας της κυκλικής οικονομίας, δεδομένου ότι έχει το πλεονέκτημα ότι χρησιμοποιεί ανανεώσιμους πόρους για την παραγωγή ασφαλών και βιώσιμων τροφίμων. Οι εισροές στην τεχνολογία επεξεργασίας ACP είναι η ηλεκτρική ενέργεια και τα μη τοξικά αέρια. Η μέθοδος μπορεί να εφαρμοστεί εκθέτοντας αέριο σε ηλεκτρικό πεδίο ή ηλεκτρομαγνητικά κύματα που δημιουργούν μερικό ιονισμό αερίων (λιγότερο από 2% ιονισμένο αέριο), γεγονός που οδηγεί στο σχηματισμό αντιδραστικών ειδών πλάσματος σε θερμοκρασία δωματίου.
Το ACP μπορεί να παραχθεί από κοινά αέρια όπως ο αέρας, το οξυγόνο, το άζωτο, το διοξείδιο του άνθρακα ή άλλα αέρια ανάλογα με την εφαρμογή με χαμηλή εισροή ενέργειας. Τα αντιδραστικά είδη πλάσματος αλληλεπιδρούν με βιολογικές επιφάνειες και, αφού αποσυνδεθεί η πηγή ενέργειας, τα αντιδραστικά είδη επιστρέφουν στην αρχική τους ενεργειακή κατάσταση. Συνεπώς, το ACP είναι μια φιλική προς το περιβάλλον και μη θερμική τεχνολογία που δεν απαιτεί αναλώσιμα όπως νερό ή χημικά πρόσθετα.
Καθαρισμός προϊόντων και απολύμανση
Σύμφωνα με τον Οργανισμό Τροφίμων και Γεωργίας (FAO), η σπατάλη τροφίμων από δημητριακά αποτελεί το 30%, για τις ριζικές καλλιέργειες, τα φρούτα και τα λαχανικά, η σπατάλη τροφίμων φτάνει έως και το 40%, ενώ οι ελαιούχοι σπόροι, το κρέας και τα γαλακτοκομικά προϊόντα ευθύνονται για έως και το 20% της σπατάλης τροφίμων και, στην περίπτωση των ψαριών, η σπατάλη τροφίμων φθάνει το 35% της συνολικής παραγωγής τους.
Το μεγαλύτερο μέρος της σπατάλης τροφίμων οφείλεται σε μετασυλλεκτικές απώλειες και σε φτωχά πρότυπα ποιότητας. Το ACP έχει προταθεί ως ενίσχυση για τον μικροβιακό έλεγχο στην μεταποίηση, διατηρώντας τα θρεπτικά συστατικά άθικτα. Οι διαδικασίες σχεδιασμού που χρησιμοποιούν φιλικές προς το περιβάλλον τεχνολογίες επεξεργασίας για απολύμανση και παράταση της διάρκειας ζωής μπορεί να μειώσουν τη σπατάλη τροφίμων. Η τεχνολογία ACP έχει μελετηθεί κυρίως στον τομέα των βιολογικών συστημάτων για την αποτελεσματική απολύμανση των μικροβίων, την απομάκρυνση των τοξινών και την υποβάθμιση των φυτοφαρμάκων.
Βιώσιμη βελτίωση της παραγωγής
Εκτός από τον μικροβιακό έλεγχο, η ACP έχει αναφερθεί ως τεχνολογία που μπορεί να αυξήσει τις επιδόσεις της εφοδιαστικής αλυσίδας. Η καλύτερη αξιοποίηση των υλικών έχει μεγάλη σημασία για τους τομείς της γεωργίας και των τροφίμων.
Δυνητικοί κίνδυνοι και κανονισμοί
Τα αντιδραστικά είδη πλάσματος είναι υπεύθυνα για τη μικροβιακή απολύμανση και τις ειδικές τροποποιήσεις δομής και μπορούν να διευκολύνουν την εξαγωγή θρεπτικών ουσιών από βιολογικά συστήματα. Η σύνθεση του ατμοσφαιρικού αερίου πριν και μετά από επεξεργασία ACP είναι παρόμοια, καθώς τα αντιδραστικά είδη επιστρέφουν στην αρχική τους κατάσταση αερίου όταν η πηγή ενέργειας αποσυνδέεται για μια περίοδο δευτερολέπτων, λεπτών, ωρών και ημερών, ανάλογα με τις συνθήκες επεξεργασίας και τον τύπο του προϊόντος που υποβάλλεται σε επεξεργασία.
Οι γεννήτριες όζοντος είναι συσκευές ACP. Σε μια γεννήτρια όζοντος, το καθαρό οξυγόνο ή ο ξηρός αέρας εκτίθενται σε ένα ηλεκτρικό πεδίο που οδηγεί στο σχηματισμό ατομικού οξυγόνου, το οποίο σταθεροποιείται για να σχηματίσει όζον (O3). Το όζον ταξινομείται ως “γενικά αναγνωρισμένο ως ασφαλές (GRAS)” στις Ηνωμένες Πολιτείες, κάτι που σημαίνει ότι μπορεί να εφαρμοστεί χωρίς περιορισμούς ή επισήμανση. Ο τελικός κανόνας από τον FDA που παρέχει έγκριση GRAS στην επεξεργασία φρούτων και λαχανικών δόθηκε το 2001. Ο τελικός κανόνας του USDA που χορηγεί την έγκριση GRAS για τη χρήση όζοντος στην παραγωγή κρέατος, πουλερικών και προϊόντων αυγών δόθηκε το 2002.
Όμως, το όζον υποβαθμίζει σε μεγάλο βαθμό την ποιότητα των τροφίμων και τον εξοπλισμό παρασκευής τροφίμων και η εμπορική χρήση του περιορίστηκε στην επεξεργασία τροφίμων.
Ευτυχώς, δεν είναι όλες οι συσκευές ACP αποκλειστικά γεννήτριες όζοντος. Ανάλογα με τη συσκευή, το προϊόν που υποβάλλεται σε επεξεργασία, το αέριο εργασίας (αέρας έναντι καθαρού οξυγόνου) και το χρόνο έκθεσης, υπάρχει πιθανότητα να σχηματιστεί ένα ευρύ φάσμα ιονισμένων αερίων και αντιδραστικών ειδών. Σε πολλές περιπτώσεις, είναι επιθυμητό να μετατοπιστούν τα αντιδραστικά είδη ACP σε εναλλακτικές λύσεις εκτός του όζοντος λόγω της υψηλής οξείδωσης που προκαλεί το όζον στα τρόφιμα.
Το ευρύ φάσμα των δυνητικών επιπτώσεων που προκύπτουν από την αλληλεπίδραση της συσκευής ACP, του προϊόντος, του αερίου εργασίας και της επεξεργασίας, απαιτεί πειραματική επικύρωση για κάθε διαδικασία, που βρίσκεται επί του παρόντος για την επίτευξη της κανονιστικής έγκρισης της Υπηρεσίας Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA).
Η τεχνολογία ACP φαίνεται πως γίνεται η επόμενη μη θερμική τεχνολογία σε αρμονία με τη βιώσιμη παραγωγή για τον τομέα της γεωργίας και των τροφίμων. Η τεχνολογία αυτή έχει μελετηθεί ευρέως ως εργαλείο απολύμανσης για παθογόνους παράγοντες τροφίμων, συμπεριλαμβανομένων βακτηρίων, σπορίων ή τοξινών. Τα κύρια χαρακτηριστικά είναι ότι η μικροβιακή αδρανοποίηση μπορεί να πραγματοποιηθεί σε θερμοκρασία δωματίου, απαλλαγμένη από πρόσθετα τροφίμων και με ενεργειακά αποδοτική διαδικασία.
Είναι μια ελκυστική τεχνολογία για θερμικά ευαίσθητα τρόφιμα όπως φρούτα και λαχανικά, κρέατα ντελικατέσεν ή φρέσκα τρόφιμα. Η αλληλεπίδραση των αντιδραστικών ειδών πλάσματος με την επιφάνεια των τροφίμων είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει τη μεταφορά μάζας και ενέργειας και άλλα φαινόμενα που εξακολουθούν να απαιτούν περισσότερη ανάπτυξη. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως μέθοδος για την εξαγωγή θρεπτικών ουσιών, την καλύτερη χρήση των υλικών ή ως τεχνολογία που επιτρέπει τη μετατροπή των αποβλήτων σε προϊόντα με αξία.
Για να διαβάσετε ολόκληρη την πολύ ενδιαφέρουσα μελέτη, πατήστε εδώ.
Ακολουθήστε το Cibum 
