توجه: این مطلب به صورت خودکار از
شبکه خبری آموزشی گیاهان دارویی
برداشته شده است. برای مشاهده نسخه اصلی، لطفاً
این آدرس را ببینید: %%POSTURL%%
توجه: منبع این متن، چند مقاله از محققین هندی در خصوص رفع مشکلات آلودگی های میکروبی در ادویه های صادراتی این کشور با روش های نوین ضدعفونی کردن گیاهان دارویی و ادویه ای است.
مقدمه
ادویه‌ها نه‌تنها به غذا طعم و رایحه می‌بخشند، بلکه به دلیل ترکیبات زیست‌فعال مانند پلی‌فنول‌ها، اسانس ها، آلکالوئیدها و ترپنوئیدها، خواص ضد‌اکسیدانی، ضد‌التهابی، ضدمیکروبی و حتی ضد‌سرطانی دارند. بازار جهانی ادویه‌ها در حال رشد است و طبق آمارها تا سال ۲۰۳۳ به بیش از ۳۱ میلیارد دلار خواهد رسید. هند به عنوان یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان و صادرکنندگان، سهم زیادی در این بازار دارد. با این حال، آلودگی‌های میکروبی ناشی از شرایط نامناسب برداشت، خشک‌کردن و نگهداری، چالشی جدی برای ایمنی غذایی و صادرات این محصولات محسوب می‌شود. عوامل بیماری‌زا مانند سالمونلا، اشریشیا کلی و آسپرژیلوس در بسیاری از ادویه‌های متداول یافت می‌شوند و محدودیت‌های قانونی سخت‌گیرانه‌ای در بسیاری از کشورها برای آن‌ها وضع شده است.
محدودیت‌های روش‌های سنتی استریلیزاسیون
روش‌هایی مانند استفاده از بخار، اتیلن اکساید، پرتودهی گاما، پراکسید پروپیلن، اشعه UV-C و ازون، همگی به منظور کاهش بار میکروبی ادویه‌ها استفاده شده‌اند. بخار گرچه اثربخشی بالایی دارد، ولی موجب تخریب ترکیبات حساس به حرارت و افت خواص حسی می‌شود. اتیلن اکساید به دلیل باقی‌مانده‌های سرطان‌زا در اتحادیه اروپا ممنوع شده است. پرتودهی نیز با وجود تأیید FDA، به دلیل نیاز به برچسب‌گذاری و مقاومت مصرف‌کنندگان، با محدودیت مواجه است. ازون و UV-C نیز تنها برای سطح ادویه‌ها مؤثرند و در پودرها یا ترکیبات متراکم نفوذ کافی ندارند. در نتیجه، نیاز به روش‌های جایگزین غیرحرارتی، ایمن، بدون باقی‌مانده و سازگار با استانداردهای ارگانیک بیش از پیش احساس می‌شود.
مبانی تکنولوژی پلاسما سرد
پلاسما سرد، نوعی گاز یونیزه است که در دمای پایین (کمتر از ۶۰ درجه سانتی‌گراد) و تحت میدان‌های الکتریکی یا امواج مایکروویو تولید می‌شود. این پلاسما دارای ترکیبات فعالی مانند رادیکال‌های آزاد، یون‌ها، فوتون‌های UV و میدان‌های الکتریکی قوی است. برخلاف پلاسماهای حرارتی که در جوشکاری و صنایع فلزی کاربرد دارند، پلاسما سرد برای کاربردهای زیستی و غذایی مناسب است. این فناوری می‌تواند با استفاده از گازهایی مانند هوا، نیتروژن، آرگون یا هلیوم و در فشارهای مختلف تولید شود. این ویژگی به آن اجازه می‌دهد بدون افزایش دما، میکروارگانیسم‌ها را غیرفعال کرده و خواص زیستی ادویه‌ها را حفظ کند.
مکانیسم‌های غیرفعال‌سازی میکروبی توسط پلاسما سرد
پلاسما سرد از طریق چندین مکانیزم میکروارگانیسم‌ها را از بین می‌برد. گونه‌های فعال اکسیژن مانند رادیکال هیدروکسیل، ازون و اکسیژن یگانه باعث اکسیداسیون لیپیدهای غشایی، تخریب دیواره سلولی و دناتوره‌شدن پروتئین‌ها می‌شوند. گونه‌های نیتروژنی مانند نیتریک اکساید و پرکسی‌نیتریت نیز آنزیم‌ها و اجزای داخل سلولی را هدف قرار می‌دهند. اشعه UV باعث شکستن DNA و جلوگیری از تکثیر سلول‌ها می‌شود. ذرات باردار و الکترون‌ها موجب ایجاد سوراخ‌هایی در دیواره سلول (etching) می‌شوند و میدان‌های الکتریکی بالا نیز پدیده الکتروپوریشن را فعال می‌کنند. این مکانیسم‌ها با هم موجب کاهش ۳ تا ۶ لگاریتمی بار میکروبی در انواع مختلف ادویه‌ها می‌گردند.
انواع سیستم‌های پلاسما سرد مورد استفاده در استریلیزاسیون ادویه‌ها
چندین سیستم مختلف برای تولید پلاسما سرد در فرآوری ادویه‌ها استفاده شده‌اند. سیستم‌های DBD (دیسشارژ مانع دی‌الکتریک) برای ادویه‌های خرد نشده مناسب‌اند و پلاسما را به‌طور یکنواخت بین دو الکترود ایجاد می‌کنند. جت پلاسما برای مواد پودری و متخلخل مناسب است، چون توان نفوذ بالاتری دارد. پلاسما مایکروویوی برای غیرفعال‌سازی اسپورها مفید است اما به دلیل گرمازایی ممکن است به ترکیبات حساس آسیب بزند. نوع جدیدی به نام pin-to-plate نیز معرفی شده که با مصرف انرژی پایین و قابلیت پوشش‌دهی گسترده، برای سطوح نامنظم کاربرد دارد. انتخاب سیستم به نوع ادویه، شکل فیزیکی، نوع آلودگی و هدف نهایی بستگی دارد.
پارامترهای مؤثر بر عملکرد پلاسما سرد
ولتاژ، فرکانس، ترکیب گاز و زمان تیمار از جمله عوامل کلیدی در تولید پلاسما و اثربخشی آن هستند. افزایش ولتاژ موجب افزایش انرژی الکترون‌ها و تولید بیشتر گونه‌های فعال می‌شود، اما در مقادیر بالا ممکن است به ترکیبات زیستی آسیب برساند. ترکیب گاز تأثیر زیادی بر نوع و غلظت گونه‌های فعال دارد؛ مثلاً آرگون موجب افزایش چگالی الکترون‌ها می‌شود و اکسیژن تولید اکسیژن باردار را افزایش می‌دهد. زمان تیمار نیز باید به دقت تنظیم شود، چون زمان‌های طولانی ممکن است موجب اکسیداسیون ترکیبات حساس مانند آنتی‌اکسیدان‌ها گردد. همچنین ویژگی‌های ذاتی ادویه مانند تخلخل، فعالیت آبی و محتوای روغنی در اثربخشی پلاسما تأثیرگذارند.
کاربردهای عملی پلاسما سرد در ضدعفونی ادویه‌ها
در مطالعات مختلف، پلاسما سرد در کاهش قابل‌توجه میکروارگانیسم‌های خطرناک در ادویه‌هایی مانند فلفل سیاه، زردچوبه، زعفران، دارچین، زیره و پیاز خشک مؤثر بوده است. برای مثال، در فلفل سیاه با استفاده از DBD در ولتاژ ۱۵ کیلوولت به مدت ۱۲ دقیقه، کاهش ۵.۲ لگاریتمی سالمونلا گزارش شده است. در زعفران، پلاسما با حفظ ۹۷ درصد رنگدانه کرویسین، قارچ آسپرژیلوس را به طور کامل حذف کرده است. در فلفل قرمز نیز کاهش ۳.۷ لگاریتمی بار میکروبی بدون افت قابل‌توجه کپسایسین مشاهده شده است. سیستم‌های پلاسما علاوه بر ضدعفونی، گاهی موجب افزایش استخراج ترکیبات مفید مانند کورکومین و ترپنوئیدها شده‌اند.
تأثیر پلاسما بر ترکیبات زیست‌فعال و فرار
بر خلاف روش‌های حرارتی که باعث افت شدید ترکیبات معطر و مفید ادویه‌ها می‌شوند، پلاسما سرد در بسیاری از موارد این ترکیبات را حفظ می‌کند. برای مثال، پیپرین در فلفل سفید تا ۹۸ درصد، کروسین زعفران تا ۹۷ درصد، و کپسایسین فلفل قرمز تا ۹۰ درصد حفظ شده‌اند. حتی در برخی موارد، ترکیباتی مانند تورمرون و زینجیبرن در زردچوبه پس از تیمار با پلاسما افزایش یافته‌اند که نشان از بهبود راندمان استخراج آن‌ها دارد. البته در مواردی مانند آنِتول در رازیانه، کاهش‌های خفیفی مشاهده شده که با بهینه‌سازی شرایط قابل کنترل است.
چالش‌ها و مسیرهای آینده
با وجود مزایای متعدد، استفاده صنعتی از پلاسما سرد هنوز با چالش‌هایی مانند هزینه بالای تجهیزات، مشکلات مقیاس‌پذیری، نیاز به استانداردسازی برای ادویه‌های مختلف، و الزامات قانونی در کشورهای مختلف مواجه است. برای حل این مشکلات، پیشنهادهایی مانند استفاده از ترکیب تکنولوژی‌ها (مثلاً پلاسما + UV)، استفاده از آب فعال‌شده با پلاسما، بهینه‌سازی پارامترها با کمک هوش مصنوعی و توسعه راکتورهای پیوسته ارائه شده است. همچنین، هماهنگی مقررات بین‌المللی در مورد پلاسما می‌تواند به گسترش این فناوری کمک شایانی کند.
توجه: این مطلب به صورت خودکار از
شبکه خبری آموزشی گیاهان دارویی
برداشته شده است. برای مشاهده نسخه اصلی، لطفاً
این آدرس را ببینید: %%POSTURL%%