Il plasma freddo è un trattamento nontermico focalizzato sulla superficie
Il plasma freddo viene generato quando l'energia elettrica ionizza un gas e crea ossigeno reattivo e specie di azoto, particelle cariche, fotoni e radicali di breve durata. Nella decontaminazione alimentare, queste specie danneggiano le membrane microbiche, le proteine, le strutture del DNA e del biofilm mantenendo il prodotto in massa vicino a bassa temperatura. Questo rende il plasma attraente per superfici che non possono tollerare il calore convenzionale, tra cui prodotti freschi, alimenti secchi, materiali di imballaggio e alcune superfici di carne.
La tecnologia non è sterilizzazione magica. Funziona principalmente dove le specie reattive possono raggiungere i microrganismi. rugosità superficiale, crepe, strati di cera, residui di cibo, grasso, umidità, distanza da elettrodo, composizione del gas e tempo di trattamento tutto cambia le prestazioni. Un film di pacchetto liscio è più facile da trattare di una particella spezia, superficie fogliata o superficie di carne porosa.
Variabili di processo
Le variabili importanti includono tensione, frequenza, tempo di trattamento, tipo di gas, umidità, gap elettrodo, distanza del prodotto, geometria del prodotto, atmosfera del pacchetto e se il trattamento è diretto o indiretto. Il plasma dell'aria può generare una miscela di specie diversa rispetto ai sistemi di azoto, ossigeno o argon. L'esposizione più lunga può migliorare l'inattivazione, ma può anche aumentare l'ossidazione, il cambiamento di colore, i danni ai lipidi o la perdita di nutrienti. La qualità del prodotto deve essere misurata insieme alla riduzione microbica.
I prodotti a secco sono un caso speciale. Gli alimenti a bassa umidità possono contenere Salmonella o spore resistenti allo stress, e la decontaminazione superficiale è difficile perché gli organismi si nascondono in pori e particelle. Le recensioni del fascio di elettroni a bassa energia mostrano una promessa, ma la validazione deve essere specifica del prodotto. Un risultato su un coupon piatto non dovrebbe essere assunto per applicare a semi, spezie, polveri o noci.
Convalida e limiti di qualità
La convalida dovrebbe utilizzare la superficie alimentare reale, l'organismo di destinazione o il surrogato appropriato, il metodo di recupero dell'inoculazione, la geometria del trattamento, lo stato del pacchetto e lo stato di stoccaggio. Segnala la riduzione del registro insieme a colori, texture, ossidazione dei lipidi, ritenzione vitaminica, cambiamento sensoriale e effetti del pacchetto. Per la carne, i prodotti e gli alimenti grassi, l'ossidazione e l'aspetto possono diventare il fattore limitante prima che l'inattivazione microbica sia abbastanza alta.
Il plasma freddo è meglio posizionato come uno strumento in un sistema di ostacoli. Può ridurre il carico superficiale, migliorare l'igiene del pacchetto o sostenere l'estensione della shelf-life, ma non corregge la scarsa qualità dei materiali grezzi o i servizi igienico-sanitari deboli. L'approvazione commerciale dovrebbe essere basata sulla riduzione microbica ripetibile, sulla qualità accettabile e su una finestra di processo che le apparecchiature di produzione possono contenere.
La scala dovrebbe includere effetti di ombreggiatura e linea di vista. Un campo al plasma che tratta la parte superiore di un prodotto può mancare pieghe, fessure, sottofondi o particelle sovrapposte. Le vibrazioni della cinghia o l'esposizione multi-sided possono migliorare la copertura, ma aggiungono il rischio di manipolazione meccanica. Il progetto di validazione dovrebbe corrispondere alla geometria dell'apparecchiatura, non solo alla valutazione del generatore al plasma.
Anche la revisione regolamentare fa parte dello sviluppo. A seconda del mercato e dell'applicazione, gli alimenti o i pacchetti trattati al plasma possono richiedere un'approvazione specifica, una revisione dell'etichettatura o una prova tossicologica per i prodotti di reazione. Il file tecnico dovrebbe includere chimica e sicurezza, non solo riduzione microbica.
Effetti della matrice alimentare
Le prestazioni del plasma freddo cambiano bruscamente con la matrice alimentare. Su prodotti freschi, cuticole ceree, stomata, pieghe e umidità superficie influenzano il contatto tra specie reattive e cellule. Su residui di carne, grassi e proteine possono consumare specie reattive e cambiamenti di qualità come l'ossidazione lipidica o cambiamenti di colore possono limitare l'intensità del trattamento. Su cereali, noci, spezie e polveri, i microrganismi possono nascondersi in crepe o nicchie a bassa umidità. Nei film d'imballaggio, la superficie è più uniforme, quindi l'inattivazione e la modifica della superficie sono più facili da controllare.
Poiché la matrice controlla l'accesso, la convalida dovrebbe includere studi di recupero. Se il metodo di campionamento non può recuperare le cellule ferite da una superficie ruvida, la riduzione del registro può essere sovrastata. Le cellule danneggiate possono anche recuperare durante lo stoccaggio se le condizioni del prodotto permettono. Una corretta validazione quindi misura la riduzione immediata e, quando necessario, la crescita o il recupero durante la durata dello scaffale.
Chimica di qualità
Le specie di plasma reattivi possono ossidare lipidi, pigmenti, vitamine e composti aromatici. Ecco perché la riduzione microbica non dovrebbe mai essere l'unico endpoint. I prodotti leafy possono mostrare cambiamenti visivi, le carni possono mostrare ossidazione o cambiamento del pigmento, gli alimenti ad alto contenuto di grassi possono sviluppare note di rancido, e i pacchetti possono sperimentare cambiamenti nell'energia superficiale. Talvolta questi cambiamenti sono utili, come ad esempio una migliore bagnabilità o adesione; a volte riducono la qualità alimentare.
La finestra di processo è l'equilibrio tra riduzione microbica e qualità accettabile. Dovrebbe dichiarare gas, tensione, tempo, distanza, carico del prodotto e il massimo cambiamento di qualità. Se un processore non può contenere quelle variabili, il trattamento non è pronto per la produzione anche se il risultato del laboratorio sembra promettente.
Le applicazioni di imballaggio devono essere valutate separatamente dalle applicazioni alimentari dirette. Plasma può sterilizzare o funzionalizzare una superficie del pacchetto prima di riempire, riducendo il rischio di contaminazione post-processo senza esporre il cibo stesso. Questo può essere attraente per i prodotti di riempimento a freddo o minimamente lavorati, ma la validazione ha ancora bisogno di compatibilità del materiale del pacchetto e controlli di tenuta-performance.
La sicurezza del lavoratore e la gestione dell'ozono o dell'ossido di azoto devono essere progettati nel sistema. Un processo al plasma che controlla i microbi ma crea gas reattivi incontrollati nella sala di produzione non è una soluzione completa di sicurezza alimentare.
Per prove commerciali, registrare la temperatura superficiale durante il trattamento. Anche i processi non termici possono creare il riscaldamento locale e la deriva della temperatura può confondere l'interpretazione della riduzione microbica.
Utilizzo applicato di freddo Plasma Food superficie di decontaminazione Review
Cold Plasma Food Surface Decontamination Review ha bisogno di una lente tecnica più stretta nella lavorazione termica e non termica: identità degli ingredienti, storia del processo, metodo analitico, condizione di stoccaggio e decisione di rilascio. Questo è dove l'articolo si muove dal nominare il soggetto per spiegare quale variabile dovrebbe essere controllata, perché quella variabile si muove e che cosa renderebbe le prove inaffidabili.
La lista di origine per Cold Plasma Food Surface Decontamination Review è più forte quando ogni citazione ha un lavoro. Una rassegna completa sulle applicazioni del plasma freddo nell'industria alimentare supporta la base scientifica, il plasma freddo come una tecnologia non termica emergente per la lavorazione degli alimenti: Una revisione completa supporta l'angolo di lavorazione o di qualità, e plasma di pressione atmosferica fredda e fascio di elettroni a bassa energia come tecnologie alternative di decontaminazione non termica per superfici alimentari asciutte aiuta a impedire all'articolo di fare affidamento su un unico metodo o su una singola matrice di prodotto.
Un utile vicino per Cold Plasma Food Surface Decontamination Review è un limite di azione piuttosto che uno slogan. Quando il rischio osservato è variazione inspiegabile, logica di rilascio debole, ricorrenza del reclamo o trasferimento povero dalla prova alla produzione, l'azione successiva dovrebbe essere legata alla misura che si è spostata prima, poi confermata su un campione mantenuto o indipendentemente preparato prima che il cambiamento sia bloccato nella specifica.
Decontaminare la superficie del plasma freddo: prove tecniche specifiche delle decisioni
Recensione di decontaminazione della superficie alimentare del plasma freddodeve essere gestito attraverso l'identità materiale, la condizione di processo, il metodo analitico, il campione conservato, lo stato di conservazione, il limite di accettazione, la deviazione e l'azione correttiva. Queste parole non sono riempitrici; definiscono le prove che dimostrano se il prodotto, lotto o processo è ancora all'interno del suo limite di controllo previsto.
PerRecensione di decontaminazione della superficie alimentare del plasma freddo, il limite di decisione è approvare, tenere, ripetere, riformulare, rielaborare, rifiutare o indagare. Il recensore dovrebbe tracciare quel limite al risultato metodo, record di lotti, confronto del campione mantenuto, controllo sensoriale o visivo e recensione tendenza, quindi registrare perché questi dati sono sufficienti per questo prodotto e titolo esatto.
InRecensione di decontaminazione della superficie alimentare del plasma freddo, la dichiarazione di fallimento dovrebbe nominare variazione inspiegabile, logica di rilascio debole, ricorrenza del reclamo o trasferimento povero dal processo pilota alla produzione. Il record di follow-up dovrebbe preservare punto campione, condizione metodo, identità di lotto, età di archiviazione e azione correttiva in modo che un altro recensore può ripetere la conclusione.
FAQ
Cosa uccide i microbi durante il trattamento al plasma freddo?
Le specie reattive di ossigeno e azoto, le particelle cariche, i fotoni e i radicali danneggiano le strutture cellulari microbiche e il materiale genetico.
Perché il plasma freddo è per lo più un trattamento superficiale?
Le specie reattive hanno una limitata penetrazione, quindi la geometria superficiale, i residui e la rugosità influiscono fortemente sull'inattivazione.
Fonti
- Una rassegna completa sulle applicazioni del plasma freddo nell'industria alimentareRivista di accesso aperto utilizzata per la chimica del plasma, applicazioni e limiti alimentari.
- plasma freddo come una tecnologia non termica emergente per la lavorazione del cibo: una rassegna completaRecensione di accesso aperto utilizzata per le specie al plasma, il trattamento superficiale e la progettazione di lavorazione.
- Pressione atmosferica fredda plasma e fascio elettrone a bassa energia come tecnologie alternative di decontaminazione non termica per superfici alimentari seccheRivista di accesso aperto utilizzata per la decontaminazione delle superfici secche e i limiti di prodotto a bassa umidità.
- Effetti del plasma freddo sulla qualità alimentare: una recensioneRecensione di accesso aperto utilizzata per la qualità alimentare, gli effetti sensoriali e chimici del trattamento al plasma.
- Potenziale della tecnologia del plasma freddo nell'assicurare la sicurezza degli alimenti e dei prodotti agricoli:Recensione di accesso aperto utilizzata per percorsi di inattivazione microbica e applicazioni di sicurezza alimentare.
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