تأثیر ترکیبی پلاسمای سرد اتمسفری و اسانس آویشن شیرازی بر میزان مهار رشد آسپرژیلوس فلاووس در پنیر سفید ایرانی و ارزیابی خواص حسی آن

نوع مقاله : بهداشت مواد غذایی

نویسندگان

1 دانش آموخته دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 گروه بهداشت و کنترل کیفی مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

4 پژوهشکده لیزر و پلاسما، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

زمینۀ مطالعه: پنیر به عنوان منبع شیوع بیماری‌های ناشی از غذا در سراسر جهان شناخته شده است.
هدف: در مطالعه حاضر میزان مهار رشد کپک آسپرژیلوس فلاووس تلقیح شده بر پنیر سفید ایرانی با استفاده از پلاسمای سرد اتمسفری و اسانس آویشن شیرازی به صورت منفرد و ترکیبی و تأثیر آن‌ها بر ویژگی‌های حسی پنیر بررسی شده است.
روش‎کار: در مطالعه حاضر نمونه‌های پنیر برش داده شده در حضور و غیاب100 پی پی ام اسانس آویشن شیرازی به مدت 2 و 5 دقیقه تحت شارش پلاسمای سرد اتمسفری قرار گرفتند و به مدت 60 روز در دمای یخچالی نگهداری شدند. سپس در 5 فاصله زمانی (روزهای 0، 15، 30، 45 و 60) و هر کدام در بازه زمانی 10 روز در دمای 25 درجه سانتی‌گراد گرمخانه‌گذاری شدند و میزان رشد شعاعی، مهار رشد و خصوصیات حسی نمونه­ها مورد ارزیابی قرار گرفتند.
نتایج: اثر بازدارندگی پلاسما دارای الگوی وابسته به مدت زمان شارش پلاسما بوده و با افزایش زمان شارش کاهش بیشتری در میزان رشد شعاعی کپک دیده می‌شود. در تمام زمان‌های شارش پلاسما اثر بازدارندگی معنی‌داری بر رشد کپک نسبت به گروه کنترل دیده شد (05/0P<). از نظر درصد مهار رشد نیز کمترین میزان مهار در حضور اسانس به تنهایی است و بیشترین خاصیت مهارکنندگی در اثر شارش 5 دقیقه پلاسما همراه با اسانس می‌باشد. تفاوتی بین ویژگی‌های حسی پنیر تحت تیمار با پلاسما و اسانس به صورت ترکیبی در مقایسه با نمونه‌های تحت شارش پلاسما به تنهایی وجود ندارد. همچنین نتایج مطالعه حاضر بیانگر این بود که افزودن اسانس اثری بر ویژگی‌های حسی پنیر ندارد.
نتیجه­گیری نهایی: نتایج نشان می‌دهد که پلاسمای گلایدینگ آرک دارای اثرات بازدارندگی بر رشد کپک آسپرژیلوس فلاووس در پنیر بدون ایجاد تغییرات نامطلوب حسی می‌باشد، اما شرایط باید برای کاربردهای صنعتی بهینه شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Combined Effect of Atmospheric Cold Plasma and Zataria multiflora Essential Oil Boiss. on the Growth Inhibition of Aspergillus flavus in Iranian White Cheese and Evaluation of its Sensory Properties

نویسندگان [English]

  • Mahdieh Raoofi Asl Soufiani 1
  • Negin Noori 2
  • Afshin Akhondzadeh Basti 2
  • Hassan Gandomi Nasrabadi 2
  • Hamed Ahari 3
  • Mohammadreza Khani 4
1 Graduated from the Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Department of Food Hygiene, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Department of Food Science and Technology, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
4 Laser and Plasma Research Institute, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
چکیده [English]

BACKGROUND: Cheese is recognized as a source of foodborne illness worldwide.
OBJECTIVES: In this study, the growth inhibition of Aspergillus flavus inoculated on Iranian white cheese was investigated using cold atmospheric plasma and Zataria multiflora essential oil individually and in combination along with their effect on the sensory properties of cheese .
METHODS: Slices of cheese cut in the presence and absence of 100 ppm of Zataria multiflora essential oil were exposed to cold atmospheric plasma for 2 and 5 minutes and stored in a refrigerator for 60 days. Afterwards, they were incubated in 5 time intervals (days 0, 15, 30, 45 and 60) and each was evaluated over a period of 10 days at 25 °C.
RESULTS: Based on the results, the plasma inhibitory effect had a pattern dependent on the plasma flow time and the increase in the flow time reduced the radial growth rate of mold. At all times of plasma flow, a significant inhibitory effect was observed on the mold growth compared to the control group (P<0.05). In terms of growth inhibition percentage, the lowest inhibition was detected in the presence of essential oil alone and the highest inhibitory property resulted from 5 minutes of plasma flow with essential oil. There was no difference between the sensory properties of plasma-treated cheese and the essential oil in combination with those of plasma-treated samples alone. The findings also showed that the addition of essential oil had no effect on the sensory properties of cheese.
CONCLUSIONS: Gliding arc plasma has inhibitory effects on the growth of Aspergillus flavus mold in cheese without adverse sensory changes, but the conditions must be optimized for industrial applications.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aspergillus flavus
  • Gliding Arc
  • Sensory properties
  • White cheese
  • Zataria multiflora essential oil

اصل مقاله

مقدمه

 

ایمنی غذایی یک موضوع عمده و رایج در صنعت غذا در سراسر جهان در نظر گرفته می‌شود. قارچ‌ها میکروارگانیسم‌های فاسد کننده بسیاری از مواد غذایی هستند که توانایی رشد بر روی انواع غذاها از جمله پنیر را دارند و با تولید سم، تغییر رنگ، تغییر طعم و همچنین کاهش ارزش تغذیه‌ای باعث فساد محصول می‌شوند و آن را برای مصرف انسان نامناسب می‌کنند (1). به طور کلی، رشد کپک روی پنیر یک مشکل رایج برای تولید کننده پنیر در طول رسیدن و همچنین برای خرده فروشان و مصرف کنندگان در طول دوره نگهداری در یخچال می‌باشد. گونه‌های پنی سیلیوم و آسپرژیلوس آلاینده‌های رایج پنیر هستند (2) و میزان رطوبت 90-80 درصد و دمای 38-36 درجه سانتی‌گراد برای فعالیت آن‌ها مطلوب می‌باشد (3). روش‌های شیمیایی و فیزیکی مختلفی برای مهار رشد قارچ‌ها در مواد غذایی مورد مطالعه قرار گرفته است. از جمله این روش‌ها جداسازی فیزیکی محصولات آلوده، فرآیندهای حرارتی، تابش بیولوژیکی، استخراج با حلال‌ها و استفاده از مواد شیمیایی می‌باشند که استفاده از این روش‌ها به دلیل مسائل مربوط به ایمنی مواد غذایی، کاهش احتمالی در کیفیت تغذیه‌ای، محدودیت اثربخشی و هزینه‌های گزاف اجرایی، محدود شده است (4،5). وجود این محدودیت‌ها، انگیزه‌ای برای به کارگیری روش‌های جدید در مواد غذایی ایجاد کرده است. در طول دهه گذشته، علاقه و شدت مطالعه در مورد استفاده از پلاسما در زمینه فرآوری مواد غذایی افزایش یافته است. پلاسمای سرد اتمسفری یک جایگزین بالقوه برای غیرفعال کردن میکروارگانیسم‌ها می‌باشدکه در آن ذرات باردار، ذرات خنثی واکنشگر، گونه‌های واکنشگر اکسیژن، گونه‌های واکنشگر نیتروژن، اوزون و اشعه ماوراءبنفش تولید می‌شوند که هر یک از این گونه‌ها به تنهایی می‌توانند میکروارگانیسم‌ها را غیرفعال یا متلاشی کنند و همچنین در ترکیب با هم اثر هم‌افزایی دارند (6). از طرفی، محبوبیت جایگزین‌های طبیعی مانند اسانس‌ها در مقابل افزودنی‌های مصنوعی مانند (سوربات و بنزوات) روز به روز در حال افزایش است (7). آویشن شیرازی یک گیاه معطر از خانواده لامیاسه است و در ایران، افغانستان و پاکستان می‌روید (8). تاکنون مطالعات زیادی در خصوص اثر ضد میکروبی اسانس آویشن شیرازی گزارش شده است (9). هدف از مطالعه حاضر بررسی اثر دو عامل ضد میکروبی یعنی به کارگیری فناوری پلاسمای سرد اتمسفری و اسانس آویشن شیرازی به صورت منفرد و ترکیبی بر میزان درصد مهار رشد کپک آسپرژیلوس فلاووس در پنیر سفید ایرانی در طول دوره نگه‌داری است که تاکنون مطالعه‌ای در این زمینه انجام نشده است و همچنین خصوصیات ارگانولپتیک پنیر مورد بررسی قرار گرفت.

مواد و روش کار

تهیه اسانس و شناسایی ترکیبات: گیاه آویشن شیرازی در فصل تابستان از استان فارس جمع‌آوری شد و پس از تأیید نام علمی، نمونه هرباریومی توسط گیاه‌شناسان پژوهشکده گیاهان دارویی جهاد دانشگاهی تهران تهیه شد. اسانس از F به شماره 18421 Gas chromatography- Mass  سرشاخه‌های گیاه به روش تقطیر با بخار آب تهیه و توسط دستگاه کروماتوگراف متصل به طیف نگار جرمی  بارستون موئینه به طول 30 متر، قطر داخلی 250 spectrometry  دستگاه مورد استفاده از نوع میکرومتر و ضخامت لایه داخلی 25/0 میکرومتر بودThermoquest finnigan که جهت تشخیص اجزای اسانس استفاده شد. دستگاه دارای برنامه دمایی 50 تا 265 درجه سانتی‌گراد با افزایش 5/2 درجه سانتی‌گراد در هر 60 ثانیه و نگه‌داری ستون در 265 درجه به مدت نیم ساعت بود. دمای اتاقک تزریق 250 درجه، سرعت گاز حامل هلیوم 5/1 میلی‌لیتر در دقیقه، انرژی یونیزاسیون70 شناساگر الکترون ولت و دمای منبع یونیزاسیون 250 درجه سانتی‌گراد بود (10).

تهیه کپک و آماده‌سازی سوسپانسیون اسپور: ابتدا کپک آسپرژیلوس فلاووس با 5041ATCC  تهیه شد. کپک در محیط پتیتو دکستروز آگار به مدت 7 روز در دمای 25 درجه سلسیوس گرمخانه‌گذاری شد تا اسپور تولید گردد. سپس 10 میلی‌لیتر از محلول 05/0 درصد توئین 80 و سرم فیزیولوژی استریل به پلیت اضافه شد و با میله شیشه‌ای خمیده استریل سطح کشت به آرامی خراش داده شد. محلول حاصل با استفاده از پشم شیشه فیلتر شد تا قطعات میسیلیوم حذف شود. تعداد اسپورها به وسیله لام هموسیتومتر شمارش شد و تراکم اسپورها توسط محلول توئین 80 و سرم فیزیولوژی استریل به 106 اسپور در هر میلی‌لیتر رسانده شد (11).

ویژگی دستگاه پلاسمای گلایدینگ آرک: در مطالعه حاضر، از سیستم تولید پلاسمای سرد به روش گلایدینگ آرک با برند نیک فناوران پلاسما ساخت کشور ایران استفاده شد. این منبع تولید پلاسما دارای ولتاژ 26 کیلو‌ولت و توان 300 وات بود. متغیر فرآیند مدت زمان شارش پلاسما 2 و 5 دقیقه بود و از مخلوط گازهای نیتروژن، اکسیژن و هیدروژن (هوا) با جریان 10 لیتر/دقیقه استفاده شد. اختلاف پتانسیل الکتریکی بالای سینوسی در فرکانس 50 هرتز برای تیمار نمونه‌ها استفاد شد. ساختار اصلی دستگاه از دو الکترود استوانه‌ای تشکیل شده است که به منبع برق AC متصل است. به دنبال ورود گاز از طریق کپسول و اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی مناسب، حالت چهارم ماده یا پلاسما تشکیل شد که به صورت جت از نازل خارج گردید. به علت ژئومتری دستگاه، پلاسمای تولید شده در دمای اتاق و در فشار اتمسفر باقی می‌ماند. طول جت پلاسما 27 میلی‌متر و فاصله نمونه‌ها و نازل 4 میلی‌متر بود. از سوی دیگر تیمار نمونه‌ها در حرارت 25 درجه سانتی‌گراد و رطوبت 70 درصد انجام گرفت. پیش از انجام آزمایش‌ها، هوا و محفظه مربوط به جایگاه نمونه‌ها توسط لامپ فرابنفش حداقل به مدت 30 دقیقه استریل شد (12).

آماده سازی نمونه‌های پنیر: ابتدا چندین قالب پنیر تازه سفید ایرانی (شرکت پگاه) که حاصل یک بهر بودند، به تاریخ روز از بازار تهیه شد. ورقه‌هایی از پنیر با ضخامت 4 میلی‌متر بریده و داخل پلیت قرار داده شدند. به طوری که کف پلیت کاملاً با پنیر پوشانیده شد. قبل از تلقیح میکروارگانیسم‌ها، نمونه‌ها به منظور استریلیزاسیون به سازمان انرژی اتمی منتقل شدند و تحت تابش اشعه گاما با دوز 30 کیلوگری قرار گرفتند (13).

بررسی فعالیت ضد میکروبی پلاسمای سرد اتمسفری و اسانس آویشن شیرازی بر کپک آسپرژیلوس فلاووس در مدل غذایی پنیر: به هر یک از نمونه‌های پنیر داخل پلیت به میزان 5/0 میلی‌لیتر اسانس آویشن شیرازی با غلظت 100پی پی ام افزوده و اطراف پلیت‌‌ها توسط پارافیلم پوشانده شد. بعد از گذشت 30 دقیقه، 10 میکرولیتر از سوسپانسیون اسپور آسپرژیلوس فلاووس با رقت cfu/ml106 در مرکز نمونه‌های پنیر تلقیح شد. تیمارهای آماده شده به مدت 1 ساعت در دمای محیط قرار گرفتند تا اتصال میکروارگانیسم با پنیر به خوبی انجام شود. سپس نمونه‌ها به مدت 2 و 5 دقیقه تحت شارش پلاسمای گلایدینگ آرک با مشخصات ذکر شده قرار گرفتند. سپس نمونه‎های حاوی کپک آسپرژیلوس فلاووس به مدت 60 روز در دمای یخچالی نگهداری شدند. سپس در 5 فاصله زمانی (روزهای 0، 15، 30، 45 و 60) و هر کدام در بازه زمانی 10 روز در دمای 25 درجه سانتی‌گراد گرمخانه‌گذاری شدند و از روز اول تا پایان روز دهم هر روز میزان رشد شعاعی قارچ‌ها بر حسب میلی‌متر با خط‌کش اندازه‌گیری شدند. تمام آزمایش‌ها با 2 تکرار انجام شد (14).

به منظور محاسبه درصد مهار رشد کپک از فرمول زیر استفاده گردید:

درصد مهار رشد =100) × قطر کونیدی در محیط کنترل / (قطر کونیدی در محیط تیمار _ قطر کونیدی در محیط کنترل)(

ارزیابی حسی: ارزیابی حسی توسط یک گروه هفت نفره که به دلیل تجربیات آنان در این زمینه انتخاب شدند، صورت پذیرفت. پنیر به صورت 2×30×30 میلی‌متر برش داده شد و نمونه‌ها با در نظر گرفتن یک رده‌بندی نه امتیازی با مقیاس هدونیک بر اساس ویژگی‌های ظاهری مانند رنگ، طعم، بو، بافت و مقبولیت به شرح زیر ارزیابی شدند: 9= بسیار عالی، 8= خیلی خوب، 7= خوب، 6= نسبتاً خوب، 5= نه خوب و نه بد، 4= نسبتاً بد، 3= بد، 2= خیلی بد و 1 = بیش از اندازه نامطلوب. یک سینی پلاستیکی به رنگ سفید با یک عدد سه رقمی تصادفی برای تهیه نمونه‌ها به هر پانلیست داده شد و آب برای شستشوی دهان در طول جلسه فراهم بود. تنوع قابلیت پذیرش نمونه‌ها با استفاده از نرم افزار آماری 25 SPSS مورد تفسیر قرار گرفت (15).

تجزیه و تحلیل آماری: کلیه آزمایش‌ها در دو تکرار انجام شد. جهت آنالیز آماری نتایج به دست آمده از نرم افزار 25SPSS استفاده شد و تجزیه و تحلیل داده‌های کمی با استفاده از آنالیز واریانس یک طرفه ANOVA انجام شد و نتایج به صورت میانگین و انحراف معیار ارائه شد. جهت مقایسه بین میانگین‌ها از تست Tukey با معنی‌داری (05/0P˂) استفاده شد. در ضمن ویژگی‌های حسی با استفاده از آزمون آماریKuruskal wallis آنالیز شدند (16).

نتایج

استخراج و آنالیز اسانس: پس از انجام آزمایش‌های لازم، نتایج حاصل از مطالعه حاضر در 3 جدول و 1 تصویر آورده شد. جدول 1 ترکیبات شیمیایی مختلف اسانس را که توسط GC/MS تعیین شد، نشان می‌دهد. ترکیبات اصلی اسانس آویشن شیرازی به کار برده شده در این مطالعه، شامل کارواکرول (85/33 درصد)، تیمول (18/23 درصد)، پی-سیمن (13/11 درصد)، (ای)-بتا-اسیمن (47/4 درصد)، ترپینن (25/3 درصد) و کاریوفیلن (9/2 درصد) می‌باشند (17). 

فعالیت ضد میکروبی پلاسمای سرد اتمسفری و اسانس آویشن شیرازی بر کپک آسپرژیلوس فلاووس در پنیر سفید ایرانی: در جدول 2 تأثیر پلاسمای گلایـدینگ آرک تولیـد شـده بـا مخلوط گازهای نیتروژن، اکسیژن و هیدروژن (هوا) در توان ثابت دستگاه بر میزان رشد شعاعی کپک آسپرژیلوس فلاووس به تنهایی و در حضور اسانس آویشن شیرازی در زمان‌های مختلف بر پنیر سفید ایرانی نمـایش داده شـده اسـت. بین دو گروه کنترل و گروه تیمار شده با 100 پی پی ام اسانس در 10 روز اول دوره نگه‌داری پنیر اختلاف آماری معنی‌داری مشاهده نشد. اما از روز 15 تا پایان روز60 اختلاف آماری این دو گروه معنی‌دار بود و بیشترین اختلاف در میزان رشد شعاعی کپک در روز 30 مشاهده شد که معادل 6/34 میلی‌متر است. در بین گروه‌های تحت شارش پلاسما به مدت 2 دقیقه به صورت انفرادی و ترکیبی با 100پی پی ام اسانس اختلاف آماری معنی‌داری در روزهای 15، 45 و 60 مشاهده شد و بیشترین اختلاف در پایان دوره نگه‌داری مشاهده شد که به 15 میلی‌متر رسید. نتایج حاصل نشان می‌دهد که اثر بازدارندگی پلاسما دارای الگوی وابسته به مدت زمان شارش پلاسما بوده و با افزایش زمان شارش کاهش بیشتری در میزان رشد شعاعی کپک دیده می‌شود، به طوری که اختلاف آماری معنی‌داری بین گروه‌های تحت تیمار پلاسما به مدت 2 و 5 دقیقه از روز 15 تا پایان دوره نگه‌داری مشاهده شد و این میزان در پایان روز 60 به 18 میلی‌متر رسید. در بین گروه‌های تحت تیمار پلاسما به مدت 2 و 5 دقیقه همراه با 100 پی پی ام اسانس اختلاف آماری معنی‌دار در اواخر دوره نگه‌داری یعنی روزهای 45 و 60 مشاهده شد و این میزان در پایان روز 60 به اوج خود یعنی 25 میلی‌متر رسید. در تمام زمان‌های شارش پلاسما اثر بازدارندگی معنی‌داری بر رشد کپک نسبت به گروه کنترل دیده می‌شد (05/0P<). در بین گروه‌های تحت شارش پلاسما به مدت 5 دقیقه به صورت انفرادی و ترکیبی با 100 پی پی ام اسانس اختلاف آماری معنی‌دار فقط در روز 60 مشاهده شد که این اختلاف به 12میلی‌متر رسید و بیشترین کاهش رشد کپک در پنیرهای تحت تیمار 5 دقیقه‌ای پلاسما در حضور اسانس مشاهده شد که میزان رشد شعاعی آن در روز 60 به حدود 30 میلی‌متر رسید.

درصد مهار رشد کپک آسپرژیلوس فلاووس تحت اثر پلاسمای سرد اتمسفری و اسانس آویشن شیرازی در پنیر سفید ایرانی در طول 60 روز: جدول 3 بیانگر میزان درصد مهار رشد کپک در حضور اسانس و پلاسما به تنهایی و توأم است که کمترین میزان مهار رشد کپک در حضور اسانس به تنهایی است و بیشترین خاصیت مهارکنندگی در اثر شارش 5 دقیقه پلاسما در حضور اسانس می‌باشد. از طرفی شارش پلاسما به مدت 2 دقیقه به تنهایی دارای خاصیت مهارکنندگی بیش از 2 برابر نسبت به حضور 100 پی پی ام اسانس به تنهایی است و شارش پلاسما به مدت 5 دقیقه به تنهایی دارای خاصیت مهارکنندگی بیش از 5/4 برابر نسبت به حضور 100 پی پی ام اسانس به تنهایی است. به طور کلی میزان مهار رشد کپک با افزایش مدت زمان شارش پلاسما ارتباط مستقیم دارد و با افزایش مدت زمان شارش از 2 به 5 دقیقه درصد مهار رشد کپک به بیش از 3 برابر رسید.

ارزیابی ویژگی‌های حسی: نتایج حاصل از ارزیابی حسی در تصویر 1 نـشان داده شده است. بالاترین امتیاز خصوصیات حسی مربوط به نمونه‌های پنیر تحت شارش 2 دقیقه پلاسما در حضور و غیاب اسانس بــود. درحالی‌که با افزایش مدت زمان شارش بـه 5 دقیقه امتیاز خصوصیات حسی در حضور و غیاب اسانس کاهش یافت و کمترین امتیاز بعد از گروه کنترل مربوط به نمونه‌های حاوی 100 پی پی ام اسانس بود.

بحث

نتایج مطالعه حاضر نشان داد که بیشترین میزان غیرفعال‌سازی کپک در اثر شارش پلاسما به مدت 5 دقیقه در حضور اسانس مشاهده شد. همچنین با افزایش مدت زمان شارش اثر مهارکنندگی افزایش یافت. در مطالعه Dasan و همکاران در سال 2016 اثر ضد میکروبی پلاسمای هوای خشک در فشار اتمسفر بر کپک‌های آسپرژیلوس فلاووس و آسپرژیلوس پارازیتیکوس تلقیح شده بر سطح فندق بررسی شده است و نتایج آن‌ها نشان داد که در ولتاژ 100 ولت و فرکانس 25 کیلوهرتز بعد از 5 دقیقه شارش پلاسما میزان کاهش در لگاریتم تعداد آسپرژیلوس فلاووس و آسپرژیلوس پارازیتیکوس با دوز تلقیحcfu/g 106 به ترتیب 50/4 و 19/4 به دست آمد، همچنین گزارش کردند که افزایش مدت زمان تیمار با پلاسما منجر به تشکیل منافذ بسیار بزرگتر بر سطح اسپورهای آسپرژیلوس فلاووس و آسپرژیلوس پارازیتیکوس شد که باعث پاره شدن پوشش هاگ‌ها شد و در نهایت مرگ سلول را ایجاد کرد که نتایج آن‌ها با مطالعه حاضر مطابقت دارد (4). Kim و همکاران در سال 2014، اثر ضد میکروبی پلاسمای سرد بر پودر فلفل قرمز را بررسی کردند و نتایج نشان داد که با اعمال پلاسمای نیتروژن در فشار اتمسفر با توان 900 وات، 5/2 لگاریتم کاهش اسپور در هر گرم پودر فلفل قرمز آلوده به آسپرژیلوس فلاووس ایجاد شد (18). در مطالعه Suhem و همکاران در سال 2013، اثر مهاری پلاسمای سرد اتمسفری بر کپک آسپرژیلوس فلاووس در برنج قهوه‌ای بررسی شد و نتایج نشان داد بعد از شارش پلاسمای آرگون در فشار اتمسفر به مدت 5 دقیقه تعداد اسپورهای آسپرژیلوس فلاووس به میزان 03/3 لگاریتم در هر گرم برنج قهوه‌ای کاهش یافت (19). Devi و همکاران در سال 2017، اثر پلاسمای سرد اتمسفری را در دو ولتاژ 1500 و1950 ولت و توان 40 و 60 وات بر نمونه‌های بادام زمینی آلوده به آسپرژیلوس فلاووس و آسپرژیلوس پارازیتیکوس بررسی نمودند و مشاهده کردند که در توان 60 وات میزان کاهش رشد در آسپرژیلوس فلاووس و آسپرژیلوس پارازیتیکوس به ترتیب 3/99 و 9/97 درصد است (20). Xiong و همکاران در سال2010 نشان دادند که پلاسمای اتمسفری غیرحرارتی دارای اثر غیر فعال کنندگی بر کپک آسپرژیلوس، اسپورهای باسیلوس سوبتیلیس، باسیلوس پومیلوس و باسیلوس آتروفائوس می‌باشند (21). تولید پلاسمای سرد اتمسفری در حضور هوای محیط، بر ساختارهای سطحی و درون سلولی آسپرژیلوس فلاووس تأثیر می‌گذارد به طوری که موجب خشک شدن دیواره سلولی، اکسید شدن پلی ساکاریدها، نازک شدن هیف‌ها و ایجاد چین و چروک‌هایی در سطح آن می‌شود که در نهایت، اکسیداسیون لیپیدها و باقی‌مانده‌های قند باعث ایجاد اختلال در یکپارچگی سلول و مرگ آن می‌شود (22). اثر ضدقارچی اسانس آویشن شیرازی در بررسی‌های بسیاری ثابت شده است (11). فعالیت ضد میکروبی اسانس آویشن شیرازی مربوط به وجود ترکیبات فنولیک آن مانند کارواکرول و تیمول است (23). به طور کلی عملکرد ضدمیکروبی آن، حاصل از واکنش میان گروه‌های فعال اسانس مانند گروه هیدروکسیل با اجزای سلول میکروارگانیسم است که منجر به ایجاد اختلال در عملکرد غشای سیتوپلاسمی، اختلال در نیروی حرکت پروتونی و جریان الکتریکی، انعقاد محتویات سلولی و در نهایت مرگ میکروارگانیسم‌ها می‌شود (24). نتایج حسی مطالعه‌ حاضر نشان داد که پنیرهای تحت شارش پلاسما به مدت 5 دقیقه در حضور و غیاب اسانس مقبولیت کمتری را به دلیل پایین بودن پذیرش ظاهری و طعم پنیر نسبت به نمونه‌های تحت تیمار 2 دقیقه‌ای پلاسما در حضور و غیاب اسانس داشتند. در مطالعه Lee و همکاران در سال 2012، پتانسیل استفاده از سیستم پلاسمای تخلیه سرد دی الکتریک بر بهبود ایمنی میکروبی پنیر و ویژگی‌های ظاهری و خصوصیات حسی آن بررسی شد و نتایج آن‌ها نشان داد که اعمال پلاسما موجب کاهش خصوصیات حسی مانند طعم، بو و مقبولیت کلی پنیرهای برش‌ خورده شد که دلیل آن ایجاد اکسیداسیون لیپیدی در پنیر با شارش پلاسما بود که می‌تواند بر ویژگی‌های حسی آن تأثیر بگذارد (24). رادیکال‌های آزاد که پیش‌ساز هیدروپراکسیدهای لیپیدی هستند، باعث اکسیداسیون لیپید و تولید محصولات ثانویه اکسیداسیون مانند آلکان‌ها، آلکن‌ها، آلدئید، الکل‌ها، کتون‌ها و اسیدها می‌شوند (24). این محصولات جانبی بوهای بدی را تولید می‌کنند که به صورت فلزی، ماهی، فاسد و اکسید شده توصیف می‌شوند (24). میزان تغییرات حسی در غذاهای تحت شارش پلاسما بسته به ویژگی‌های غذا مانند ترکیب اسیدهای چرب، محتوای چربی و محتوای پروتئین آن متفاوت است. بنابراین، تعیین عوامل مؤثر بر تغییرات حسی در غذاهای تحت درمان با پلاسما به منظور جلوگیری از هرگونه اثرات جانبی پلاسما مهم است.

نتیجه‌گیری نهایی: از آنجایی که سلامت غذا مسأله‌ای حیاتی از دیدگاه مصرف‌کنندگان و تولیدکنندگان مواد غذایی می‌باشد، بنابراین ارائه راهکارهایی جهت حفظ هر چه بهتر و بیشتر سلامت و کیفیت مواد غذایی در جامعه باید رو به گسترش باشد. بررسی اجمالی متون نشان می‌دهد که تاکنون مطالعات اندکی در مورد ارزیابی تأثیر پلاسمای سرد اتمسفری بر مهار رشد کپک در مواد غذایی مختلف انجام شده است. از طرفی، طبق بررسی‌های انجام شده مطالعـه‌ای که به بررسی مقایسه‌ای تأثیر پلاسمای سرد اتمسفری و اسانس آویشن شیرازی پرداخته باشد، یافت نگردید. لذا، انجام و ادامه این مطالعات در مدل‌های غذایی مختلف و بررسی تأثیر ترکیبات مؤثر موجود در پلاسما بر کپک‌ها به منظور ایجاد راهکاری تازه برای کنترل زیستی آن‌ها بدون استفاده از مواد شیمیایی، ضروری به نظر می‌رسد، زیرا استفاده از مواد شیمیایی سبب ایجاد نگرانی‌های عمده در بهداشت عمومی می‌باشند. از سویی دیگر به علت ارزان و آسان بودن استفاده از تکنولوژی پلاسما و همچنین فراوان و بومی بودن گیاه آویشن شیرازی در ایران و دسترسی راحت به این ماده و همچنین به دلیل این‌که اسانس در غلظت‌های بسیار کم تأثیر خاصی بر عطر و طعم مواد غذایی ایجاد نمی‌کند اما می‌تواند موجب مهار رشد کپک شود، این مطالعه می‌تواند مقدمه‌ای جهت استفاده از این دو عامل ضد میکروبی در صنایع غذایی باشد تا بدین طریق امکان استفاده از منابع قابل دسترس و مقرون به صرفه به صورت توام فراهم شود و در نهایت گامی در جهت رسیدن به سلامت و ایمنی مواد غذایی در جامعه برداشته شود. البته این امر مستلزم انجام پژوهش‌های گسترده‌تر در خصوص شناسایی دقیق مکانیسم عمل هر یک از اجزای پلاسمای گلایدینگ آرک در حوزه مولکولی و عملکرد این اجزا در مدل‌های غذایی است.

سپاسگزاری

بدین وسیله نگارندگان مراتب قدردانی خود را از پژوهشکده لیزر و پلاسمای دانشگاه شهید بهشتی جهت فراهم نمودن امکانات لازم برای اجرای طرح ابراز می‌نمایند. همچنین از کارشناسان بخش قارچ شناسی دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران جهت همکاری تشکر و قدردانی می‌شود.

تعارض منافع

بین نویسندگان تعارض در منافع گزارش نشده است.

مراجع

  1. Pitt JI, Hocking AD. Fungi and Food Spoilage. 3rd CSIRO Food and Nutritional Sciences. New York, USA; 2009.
  2. de Elguea-Culebras GO, Sánchez-Vioque R, Santana-Méridas O, Herraiz-Peñalver D, Carmona M, Berruga MI. In vitro antifungal activity of residues from essential oil industry against Penicillium verrucosum, a common contaminant of ripening cheeses. LWT. 2016; 73: 226-32. doi: 1016/j.lwt.2016.06.008
  3. Moosavi‐Nasab M, Jamalian J, Heshmati H, Haghighi‐Manesh S. The inhibitory potential of Zataria multiflora and Syzygium aromaticum essential oil on growth and aflatoxin production by Aspergillus flavus in culture media and Iranian white cheese. Food Sci Nutr. 2018; 6(2): 318-24. doi: 1002/fsn3.557 PMID: 29564098
  4. Dasan BG, Mutlu M, Boyaci IH. Decontamination of Aspergillus flavus and Aspergillusparasiticus spores on hazelnuts via atmospheric pressure fluidized bed plasma reactor. Int J Food Microbiol. 2016; 216: 50-9. doi: 1016/j.ijfoodmicro.2015.09.006 PMID: 26398284
  5. Mošovská S, Medvecká V, Gregová M, Tomeková J, Valík Ľ, Mikulajová A, Zahoranová A Plasma inactivation of Aspergillus flavus on hazelnut surface in a diffuse barrier discharge using different working gases. Food Control. 2019; 104: 256-61. doi: 1016/j.foodcont.2019.05.003
  6. Fridman A. Plasma biology and plasma medicine. In Plasma chemistry. CambrigdeUniversity Press.2008. p. 848-913
  7. Salvia-Trujillo L, Rojas-Grau MA, Soliva-Fortuny R, Martín-Belloso O. Impact of microfluidization or ultrasound processing on the antimicrobial activity against Escherichia coli of lemongrass oil-loaded nanoemulsions. Food Control. 2014; 37: 292-7. doi: 1016/j.foodcont.2013.09.015
  8. Carballo DE, Mateo J, Andrés S, Giráldez FJ, Quinto EJ, Khanjari A, Operta S. Caro I Microbial growth and biogenic amine production in a Balkan-style fresh sausage during refrigerated storage under a CO2-containing anaerobic atmosphere: effect of the addition of Zataria multiflora essential oil and hops extract. Antibiotics. 2019; 8(4): 227. doi: 3390/antibiotics8040227 PMID: 31731685
  9. Rezaeigolestani M, Misaghi A, Khanjari A, Basti AA, Abdulkhani A, Fayazfar S. Antimicrobial evaluation of novel poly-lactic acid based nanocomposites incorporated with bioactive compounds in-vitro and in refrigerated vacuum-packed cooked sausages. Int J Food Microbiol. 2017; 260: 1-0. doi: 1016/j.ijfoodmicro.2017.08.006 PMID: 28843118
  10. .Misaghi A, Akhondzadeh Basti A. Effects of Zataria multiflora essential oil and nisin on Bacillus cereus ATCC 11778. Food Control. 2007; 18(9): 1043-9. doi: 10.1016/j.foodcont.2006.06.010
  11. .Gandomi H, Misaghi A, Basti AA, Bokaei S, Khosravi A, Abbasifar A, Javan AJ. Effect of Zataria multiflora essential oil on growth and aflatoxin formation by Aspergillus flavus in culture media and cheese. Food Chem Toxicol. 2009; 47(10): 2397-400. doi: 10.1016/j.fct.2009.05.024
  12. Darvish F, Sarkari NM, Khani M, Eslami E, Shokri B, Mohseni M, Ebrahimi M, Alizadeh M, Dee CF. Direct plasma treatment approach based on non-thermal gliding arc for surface modification of biaxially-oriented polypropylene with post-exposure hydrophilicity improvement and minus aging effects. Appl Surface Sci. 2020; 509: 144815. doi: 1016/j.apsusc.2019.144815
  13. Yong HI, Kim HJ, Park S, Kim K, Choe W, Yoo SJ, Jo C. Pathogen inactivation and quality changes in sliced cheddar cheese treated using flexible thin-layer dielectric barrier discharge plasma. Food Res Int. 2015; 69: 57-63. doi: 1016/j.foodres.2014.12.008
  14. Kim HJ, Yong HI, Park S, Choe W, Jo C. Effects of dielectric barrier discharge plasma on pathogen inactivation and the physicochemical and sensory characteristics of pork loin. Current Applied Physics. 2013;13(7): 1420-5. doi:1016/j.cap.2013.04.021
  15. Mohammadi K, Karim G, Hanifian S, Tarienejad A, Gasemnezhad R. Study of the effect of Zataria multiflora essential oil on Escherichia coli O157: H7 in white salted white cheese during production and storage. Health Food. 2011; 1(2): 69-78 (In Persian).
  16. Rahmani F, Gandomi H, Noori N, Faraki A, Farzaneh M. Microbial, physiochemical and functional properties of probiotic yogurt containing Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium bifidum enriched by green tea aqueous extract. Food Sci Nutr. 2021; 9(10): 5536-45. doi: 1002/fsn3.2512 PMID: 34646523
  17. Beikzadeh S, Hosseini SM, Mofid V, Ramezani S, Ghorbani M, Ehsani A, Mortazavian AM. Electrospun ethyl cellulose/poly caprolactone/gelatin nanofibers: The investigation of mechanical, antioxidant, and antifungal properties for food packaging. Int J Biol Macromol. 2021; 191: 457-64. doi: 1016/j.ijbiomac.2021.09.065 PMID: 34536473
  18. Kim B, Yun H, Jung S, Jung Y, Jung H, Choe W, Jo C. Effect of atmospheric pressure plasma on inactivation of pathogens inoculated onto bacon using two different gas compositions. Food Microbiol. 2011; 28(1): 9-13. doi: 1016/j.fm.2010.07.022 PMID: 21056769
  19. Suhem K, Matan N, Nisoa M, Matan N. Inhibition of Aspergillus flavus on agar media and brown rice cereal bars using cold atmospheric plasma treatment. Int J Food Microbiol. 2013; 161(2): 107-11. doi: 1016/j.ijfoodmicro.2012.12.002 PMID: 23279819
  20. Devi Y, Thirumdas R, Sarangapani C, Deshmukh RR, Annapure US. Influence of cold plasma on fungal growth and aflatoxins production on groundnuts. Food Control. 2017; 77: 187-91. doi: 1016/j.foodcont.2017.02.019
  21. Xiong Z, Lu X, Feng A, Pan Y, Ostrikov K. Highly effective fungal inactivation in He+ O 2 atmospheric-pressure nonequilibrium plasmas. Physics of Plasmas. 2010; 17(12): 123502. doi: 1063/1.3526678
  22. Šimončicová J, Kaliňáková B, Kováčik D, Medvecká V, Lakatoš B, Kryštofová S, Hoppanová L, Palušková V, Hudecová D, Ďurina P, Zahoranová A. Cold plasma treatment triggers antioxidative defense system and induces changes in hyphal surface and subcellular structures of Aspergillus flavus. Appl Microbiol Biotechnol. 2018; 102(15): 6647-6658. doi: 1007/s00253-018-9118-y PMID: 29858953
  23. Hematizad I, Khanjari A, Basti AA, Karabagias IK, Noori N, Ghadami F, Gholami F, Teimourifard R. In vitro antibacterial activity of gelatin-nanochitosan films incorporated with Zataria multiflora Boiss essential oil and its influence on microbial, chemical, and sensorial properties of chicken breast meat during refrigerated storage. Food Packaging and Shelf Life. 2021; 30: doi: 10.1016/j.fpsl.2021.100751
  24. Lee HJ, Jung S, Jung HS, Park SH, Choe WH, Ham JS, Jo C. Evaluation of a dielectric barrier discharge plasma system for inactivating pathogens on cheese slices. Journal of Animal Science and Technology. 2012; 54(3): 191-8. doi: 5187/JAST.2012.54.3.191



 

مجله تحقیقات دامپزشکی (Journal of Veterinary Research)
دوره 77، شماره 3
مهر 1401
صفحه 145-153

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار