اثر پلاسمای سرد با گاز آرگون در افزایش عمر ماندگاری میوه گواوا تو سرخ
محورهای موضوعی : ماندگاری فراورده های غذایی و تولیدات کشاورزیمهدی پورهاشمی 1 , مهناز هاشمی روان 2 , نازنین زند 3 , علیرضا شهاب لواسانی 4
1 - دانشجوی دکتری، گروه علوم و صنایع غذایی، واحد ورامین- پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران
2 - استادیار، گروه علوم و صنایع غذایی، واحد ورامین-پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران
3 - استادیار، گروه علوم و صنایع غذایی، واحد ورامین-پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران
4 - دانشیار، گروه علوم و صنایع غذایی، واحد ورامین-پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران
کلید واژه: پلاسمای سرد, گواوا, میکروارگانیسم, عمر ماندگاری, گاز آرگون,
چکیده مقاله :
پلاسمای سرد به‌عنوان یک فناوری نوین در صنایع غذایی، توانایی عامل در افزایش عمر ماندگاری میوهها را دارد. این فناوری به دلیل قابلیت کشتن میکروارگانیسم‌ها و غیرفعال کردن آنزیم‌های فساد، می‌تواند به‌طور مؤثری عمر ماندگاری میوهها را افزایش دهد. این تحقیق به بررسی تأثیر پلاسمای سرد با گاز آرگون بر ماندگاری میوه گواوا توسرخ (Psidium guajava L.)، پرداخته است. میوه‌های گواوا با سویه میکروبی آسپرژیلوس نایجر آلوده شده و سپس تحت تیمارهای مختلف پلاسمای سرد به مدت‌های متفاوت (از ۱۵۰ تا ۱۲۰۰ ثانیه)، قرار گرفتند. یافته‌ها نشان داد که استفاده از پلاسمای سرد به‌طور معنی‌داری تعداد کپک‌ها را کاهش میدهد و باعث بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی میوه می‌شود. همچنین، ارزیابی حسی نشان‌دهنده افزایش مقبولیت میوه‌های تحت تیمار پلاسمای سرد بود. تغییرات pH و سفتی بافت میوهها نیز بهبود یافته و حاکی از کیفیت بهتر میوه‌های درمان شده بود. بر اساس نتایج حاصله، چنین استنتاج می‌گردد که پلاسمای سرد، یک روش مؤثر و غیرحرارتی برای حفظ کیفیت و افزایش عمر ماندگاری گواوا توسرخ است و می‌تواند به‌عنوان روشی جایگزین در مدیریت پس از برداشت محصولات باغی مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از پلاسماي سرد، در راستای توسعه فناوری‌های جدید در حفظ و نگهداری محصولات کشاورزی، به‌ویژه در بازارهای بین‌المللی، پیشنهاد می‌گردد.
Cold plasma is an innovative technology in the food industry that has significant potential for extending the shelf life of fruits. This technology can effectively increase the longevity of fruits due to its capability to kill microorganisms and deactivate spoilage enzymes. This research investigates the effect of cold plasma with argon gas on the shelf life of red guava fruit (Psidium guajava L.). In this study, guava fruits were contaminated with a microbial strain of Aspergillus niger and subsequently treated with various cold plasma treatments for different durations (ranging from 150 to 1200 seconds). The results showed that the use of cold plasma significantly reduced the number of molds and improved the physical and chemical properties of the fruits. Additionally, sensory evaluations indicated an increased acceptability of the cold plasma-treated fruits. The changes in pH and fruit firmness also improved, indicating better quality in the treated fruits. Based on obtained results, cold plasma is an effective, non-thermal method for preserving quality and extending the shelf life of red guava. It can serve as an alternative method in post-harvest management of horticultural products. The application of cold plasma may contribute to the development of new technologies for the preservation and storage of agricultural products, particularly in international markets.
1. Donglu F, Wenjian Y, Kimatu BM, Mariga AM, Liyan Z, Xinxin A, Qiuhui H. Effect of nanocomposite-based packaging on storage stability of mushrooms (Flammulina velutipes). Innovative Food Science & Emerging Technologies. 2016;33, 489-497.
2. Otoni CG, Avena‐Bustillos RJ, Azeredo HM, Lorevice MV, Moura MR, Mattoso LH, McHugh TH. Recent advances on edible films based on fruits and vegetables—a review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2017; 16(5), 1151-1169.
3. Campus M, Değirmencioğlu N, Comunian R. Technologies and trends to improve table olive quality and safety. Frontiers in microbiology. 2018 Apr 4;9:617.
4. Siddig M, Ahmed J, Lobo MG, Ozadali F. Tropical and subtropical fruits: postharvest physiology, processing and packaging. Wiley Publishing. 2012; P. 637
5. Singh SP. Prospective and retrospective approaches to postharvest quality management of fresh Tropical Guava (Psidium guajava L.) fruit in supply chain. Fresh Produce. 2010; 4: 36 – 48.
6. Soares FD, Pereira T, Marques MOM, Monteiro AR. Volatile and nonvolatile chemical composition of the white Tropical Guava fruit (Psidium guajava) at different stages of maturity. Food Chemistry. 2007; 100: 15 – 21.
7. Ahmadi K, Qolizadeh H, Ebadzadeh H, Hatami F, Hosseinpour R, Abdshah H, Rezaei MM, Fazli Estebarq M. Agricultural Statistics, the third volume, horticultural products, Ministry of Agricultural Jihad, Planning and Economic Deputy, Information and Communication Technology Center. 2015. [In Persian].
8. Madani B, Boroujerdnia M, Postharvest physiology of papaya. Research Archievments for field and Horticulture crop; 8(1):106-115. [In Persian]
9. Singh SP, Pal RK. Response of climacteric-type Tropical Guava (Psidium guajava L.) to postharvest treatment with 1-MCP. Postharvest. Biology and Technology.2008; 47: 307– 314.
10. Perucca M. Introduction to plasma and plasma technology. Plasma technology for hyperfunctional surfaces: Food, Biomedical, and Textile Applications. 2010; 24:1-32.
11. Bianlu A, Shokri Yazni S, Shahabi Ghafarakhi I. Application of cold plasma in food packaging, Packaging science and art. 2021; 12(45):78-88. [In Persian]
12. Heydari M, Carbone K, Gervasi F, Parandi E, Rouhi M, Rostami O, Abedi-Firoozjah R, Kolahdouz-Nasiri A, Garavand F, Mohammadi R. Cold Plasma-Assisted Extraction of Phytochemicals: A Review. Foods ;2023; 12(17): 3181.
13. Schlüter O, Ehlbeck J, Hertel C, Habermeyer, M., Roth A, Engel KH, Eisenbrand G. Opinion on the use of plasma processes for treatment of foods. Molecular nutrition and food research.2013; 57(5): 920-927.
14. Fernandes FA, Rodrigues S. Cold plasma processing on fruits and fruit juices: A review on the effects of plasma on nutritional quality. Processes. 2021;9(12):2098.
15. Pasquali F, Stratakos AC, Koidis A, Berardinelli A, Cevoli C, Ragni L, Trevisani M. Atmospheric cold plasma process for vegetable leaf decontamination: A feasibility study on radicchio (red chicory, Cichorium intybus L.). Food control.2016; 60: 552-559.
16. Korachi M, Gurol C, Aslan N. Atmospheric plasma discharge sterilization effects on whole cell fatty acid profiles of Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Electrostatics.2010; 68 (6): 508–512.
17. Institute of Standards and Industrial Research of Iran. Fruits and their products- measurement method of chemical and microbial properties. Iranian National Standard No. 12588.2010. [In Persian]
18. Institute of Standards and Industrial Research of Iran. Characteristics and test methods of fresh vegetable and other products - The colony count method (aerobic; mold and yeast colonies counting). Iranian National Standard No. 7635.2005. [In Persian]
19. Saberi L. The effect of bioactive coating of aloe vera with carboxymethyl cellulose for the preservation of button mushrooms, master's thesis, Tabriz University.2014 [In Persian]
20. Institute of Standards and Industrial Research of Iran. pH measurement in fruit and vegetable products. Iranian National Standard No. 4404.1998. [In Persian]
21. Sethi Sh, Joshi A, Arora B, Bhowmik A, Sharma RR, Kumar P. Significance of FRAP, DPPH, and CUPRAC assays for antioxidant activity determination in apple fruit extracts. European Food Research and Technology.2020; 246: 591–598.
22. D'Aquino S, Continella A, Gentile A, Dai S, Deng Z, Palma A. Decay control and quality of individually film-wrapped lemons treated with sodium carbonate. Food Control.2020; 108: 106878.
23. Sainz-Garcia E, Alba-Elias F. Advances in the application of cold plasma technology in foods. Foods. 2023; 12: 1388.
24. Waghmare R. Cold plasma technology for fruit-based beverages: A review. Trends in Food Science Technology. 2021; 114: 60-69.
25. Lotfy K, Al-Qahtani SM, Al-Harbi NA, El-Absy KM, Bu Shulaybi FA, Alali SA, Mashtoly TA. Influence of non-thermal plasma on the quality and nutritional content of palm dates. Applied Sciences. 2022; 12: 8587.
26. Abdulahi Dargah M, Noha Khan M, Rafiei Sarmazdeh Z, Rezazadeh Azari F, Bey Mohammadi N, Bakhtiari M. Atmospheric cold plasma is a new method to remove pharmaceutical compounds from water. Journal of Nuclear Science and Technology. 2022; 100(2): 158-16. [In Persian]
27. Misra NN, Patil S, Moiseev T, Bourke P. In-package atmospheric pressure cold plasma treatment of strawberries. Journal of Food Engineering. 2014; 125: 131-138.
28. Medvecka V, Mosovska S, Mikulajova A, Zahoranova A. Effect of atmospheric pressure cold plasma on the physiochemical characteristics and Fourier transform infrared spectroscopy analysis of hazelnuts and peanuts. International Journal of Food Engineering. 2023; 20(1):27-35.
29. Amir Mojahedi, M. Maqsoodi, H. Belwardi, M. Ganjavi, A. Taraz, M. The effect of atmospheric cold plasma processing on the microbial and organoleptic characteristics of Mozafati dates, Iran Biosystem Engineering, 2023;53(4): 327-340.
|
Research Paper
The Effect of Cold Plasma with Argon Gas in Increasing the Shelf Life of Red Guava Fruit
Mahdi Pourhashemi1, Mahnaz Hashemiravan21, Nazanin Zand3, Alireza Shahab Lavasani4
1Ph.D. Student, Department of Food Science and Technology, Varamin-Pishva Branch, Islamic Azad University, Varamin, Iran
2Assistant Professor, Department of Food Science and Technology, Varamin-Pishva Branch, Islamic Azad University, Varamin, Iran
3Assistant Professor, Department of Food Science and Technology, Varamin-Pishva Branch, Islamic Azad University, Varamin, Iran
4Associate Professor, Department of Food Science and Technology, Varamin-Pishva Branch, Islamic Azad University, Varamin, Iran
Received: 13/10/2024, Accepted: 21/11/2024
Abstract
Cold plasma is an innovative technology in the food industry that has significant potential for extending the shelf life of fruits. This technology can effectively increase the longevity of fruits due to its capability to kill microorganisms and deactivate spoilage enzymes. This research investigates the effect of cold plasma with argon gas on the shelf life of red guava fruit (Psidium guajava L.). In this study, guava fruits were contaminated with a microbial strain of Aspergillus niger and subsequently treated with various cold plasma treatments for different durations (ranging from 150 to 1200 seconds). The results showed that the use of cold plasma significantly reduced the number of molds and improved the physical and chemical properties of the fruits. Additionally, sensory evaluations indicated an increased acceptability of the cold plasma-treated fruits. The changes in pH and fruit firmness also improved, indicating better quality in the treated fruits. Based on obtained results, cold plasma is an effective, non-thermal method for preserving quality and extending the shelf life of red guava. It can serve as an alternative method in post-harvest management of horticultural products. The application of cold plasma may contribute to the development of new technologies for the preservation and storage of agricultural products, particularly in international markets.
Keywords: Cold Plasma, Guava, Microorganisms, Shelf life, Argon Gas
| Citation: Pourhashemi M, Hashemiravan M, Zand N, Shahab Lavasani A. The effect of cold plasma with argon gas in increasing the shelf life of red guava fruit. Quality and Durability of Agricultural Products and Food Stuffs, 2024; 4(2):34-52.
DOI: https://doi.org/10.71516/qafj.2024.1186855
|
[1] Corresponding author: Mahnaz Hashemiravan, Email: m_hashemiravan@yahoo.com
Extended Abstract
Introduction
The demand for longer shelf life and improved quality of agricultural and food products has increased globally due to rising standards in health, organic food consumption, and international trade. To meet these demands, new preservation technologies are essential. Cold plasma technology, a non-thermal process, has gained attention in food industries for its potential to extend the shelf life of fruits by effectively deactivating microorganisms and enzymes responsible for spoilage. This study focuses on the impact of cold plasma with argon gas on the shelf life of red guava (Psidium guajava L.) and its ability to improve fruit quality.
Methods
Fresh red guava fruits were sourced from the Sistan and Baluchestan province, Iran, with a uniform size and microbial contamination level. The fruits were inoculated with Aspergillus niger and subjected to various cold plasma treatments with argon gas. The treatments were applied for different durations (150, 300, 450, 600, 750, 900, 1050, and 1200 seconds). The cold plasma treatment was conducted under controlled conditions (electrode spacing of 920 mm, frequency of 8 kW, and power of 8 W). Throughout the study, physical, chemical, and microbiological analyses were performed on the fruits at regular intervals (day 1, 14, and 28) to assess the effects of the treatments.
Results and Discussion
The cold plasma treatments significantly reduced the mold count of guava fruits, as shown by the reduction in Aspergillus niger growth. The results indicated that treatments lasting longer than 450 seconds were the most effective in minimizing microbial contamination. Among all treatments, the 1200-second plasma exposure (Pat8) demonstrated the highest reduction in mold count. In terms of fruit texture, plasma treatment helped preserve firmness compared to untreated guava fruits, with the firmness of plasma-treated fruits improving notably. Additionally, the pH of treated fruits remained more stable compared to the control, suggesting less acidification. The antioxidant activity, measured using the DPPH method, was also better preserved in treated fruits, with longer plasma treatment durations enhancing the antioxidant properties. Cold plasma has proven to be an effective, non-thermal method for preserving the shelf life and improving the quality of red guava. By reducing microbial growth, including Aspergillus niger, and inhibiting the deterioration of fruit texture and pH, cold plasma offers a promising alternative to traditional thermal preservation methods. The longer plasma exposure times (750–1200 seconds) produced the best results in reducing microbial counts, preserving fruit firmness, and maintaining antioxidant activity, all of which are critical for improving fruit longevity. The non-thermal nature of cold plasma ensures that the sensory attributes, such as flavor and texture, are preserved, unlike some other preservation methods that may lead to undesirable changes in taste and appearance. Furthermore, this method provides an environmentally friendly solution with low energy consumption compared to traditional methods like chemical treatments or refrigeration.
Conclusion
Cold plasma with argon gas is a highly effective technology for extending the shelf life of red guava while maintaining or enhancing its physical, chemical, and sensory qualities. The research highlights the significant potential of cold plasma as a green, non-thermal method for food preservation, capable of meeting the increasing demand for longer-lasting, high-quality agricultural products. The results suggest that cold plasma treatment can serve as an alternative preservation method in the post-harvest management of fruits, especially for international markets where long shelf life and high quality are paramount. However, further research is needed to evaluate the economic viability of cold plasma technology and its long-term effects in large-scale industrial applications.
Keywords: Cold Plasma, Guava, Microorganisms, Shelf life, Argon Gas.
Funding: There was no external funding in this study.
Authors’ contribution: All authors made an equal contribution to the development of this manuscript.
Conflict of interest: The authors do not have any conflicts of interest with any commercial or other association with the article.
|
مقاله پژوهشی
اثر پلاسمای سرد با گاز آرگون در افزایش عمر ماندگاری میوه گواوا توسرخ
مهدی پورهاشمی1، مهناز هاشمی روان21، نازنین زند3، علیرضا شهاب لواسانی4
1دانشجوی دکتری، گروه علوم صنایع غذایی، واحد ورامین- پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران
2استادیار، گروه علوم صنایع غذایی، واحد ورامین-پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران
3استادیار، گروه علوم صنایع غذایی، واحد ورامین-پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران
4دانشیار، گروه علوم صنایع غذایی، واحد ورامین-پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران
دریافت: 22/07/1403، پذیرش: 01/09/1403
چکیده
پلاسمای سرد به‌عنوان یک فناوری نوین در صنایع غذایی، توانایی عامل در افزایش عمر ماندگاری میوهها را دارد. این فناوری به دلیل قابلیت کشتن میکروارگانیسم‌ها و غیرفعال کردن آنزیم‌های فساد، می‌تواند به‌طور مؤثری عمر ماندگاری میوهها را افزایش دهد. این تحقیق به بررسی تأثیر پلاسمای سرد با گاز آرگون بر ماندگاری میوه گواوا توسرخ (Psidium guajava L.)، پرداخته است. میوه‌های گواوا با سویه میکروبی آسپرژیلوس نایجر آلوده شده و سپس تحت تیمارهای مختلف پلاسمای سرد به مدت‌های متفاوت (از ۱۵۰ تا ۱۲۰۰ ثانیه)، قرار گرفتند. یافته‌ها نشان داد که استفاده از پلاسمای سرد به‌طور معنی‌داری تعداد کپک‌ها را کاهش میدهد و باعث بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی میوه می‌شود. همچنین، ارزیابی حسی نشان‌دهنده افزایش مقبولیت میوه‌های تحت تیمار پلاسمای سرد بود. تغییرات pH و سفتی بافت میوهها نیز بهبود یافته و حاکی از کیفیت بهتر میوه‌های درمان شده بود. بر اساس نتایج حاصله، چنین استنتاج می‌گردد که پلاسمای سرد، یک روش مؤثر و غیرحرارتی برای حفظ کیفیت و افزایش عمر ماندگاری گواوا توسرخ است و می‌تواند به‌عنوان روشی جایگزین در مدیریت پس از برداشت محصولات باغی مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از پلاسماي سرد، در راستای توسعه فناوری‌های جدید در حفظ و نگهداری محصولات کشاورزی، به‌ویژه در بازارهای بین‌المللی، پیشنهاد می‌گردد.
واژه‌های کلیدی: پلاسمای سرد، گواوا، میکروارگانیسم، عمر ماندگاری، گاز آرگون
| استناد: مهدی پورهاشمی، مهناز هاشمی روان، نازنین زند، علیرضا شهاب لواسانی، اثر پلاسمای سرد با گاز آرگون در افزایش عمر ماندگاری میوه گواوا توسرخ، کیفیت و ماندگاری تولیدات کشاورزی و مواد غذایی، (1403)، دوره4، شماره2، صفحات DOI: https://doi.org/10.71516/qafj.2024.1186855
|
[1] *نویسنده مسئول: مهناز هاشمی روان، پست الکترونیک: m_hashemiravan@yahoo.com
مقدمه
افزایش استانداردهای سلامت، تمایل به استفاده از غذای ارگانیک و توسعه صادرات در سراسر دنیا نیاز به ماندگاری بیشتر، به‌کارگیری فن‌آوری‌های جایگزین و تحت نظارت استانداردهای بین‌المللی را افزون نموده است (1). با وجود این، مهم‌ترین عملکرد استانداردها، جدا کردن ماده غذایی از محیط اطراف به‌منظور کاهش قرار گرفتن در معرض ضربه و زخمی شدن و عوامل فساد مانند میکروارگانیسم‌ها، اکسیژن، بخارآب و مواد بد بو و جلوگیری از کاهش ترکیبات مطلوب مانند ترکیبات معطر فرار است که باعث افزایش طول عمر موادغذایی می‌شود (2). دستیابی به این اهداف نیاز به اتخاذ استراتژی‌های مناسب در زمینه تحقیق و توسعه فناوری‌های مرتبط با بخش‌های تولید، برداشت و مدیریت پس از برداشت محصولات دارد. اتحادیه اروپا در آژانس استراتژی نوآوری و تحقیق اروپا1، سازمان اقدام در برابر گرسنگی فرانسه2 و سازمان بهره‌وری آسیا3، به‌منظور ایجاد یکپارچگی در زمینه تحقیق و توسعه چالش‌های اصلی صنعت میوه و سبزی ابعاد مختلف موضوع ازجمله بخش فیزیولوژی و فناوری پس از برداشت را شناسایی و لیستی از اولویت‌های پژوهشی و توسعه فناورانه را پیشنهاد نموده‌اند. اتخاذ استراتژی‌های مناسب در زمینه تحقیق و توسعه فناوری‌های مرتبط با بخش‌های تولید، برداشت و مدیریت پس از برداشت محصولات، می‌تواند به بهبود کارایی، کاهش ضایعات و افزایش کیفیت محصولات کشاورزی کمک کند. توسعه فناوری‌های مناسب برای ذخیره‌سازی و حمل‌ونقل محصولات پس از برداشت، ازجمله استفاده از بسته‌بندی‌های هوشمند و سیستم‌های کنترل دما و رطوبت، می‌تواند به حفظ کیفیت و کاهش ضایعات کمک کند. همچنین، آموزش کشاورزان در زمینه روش‌های صحیح مدیریت پس از برداشت بسیار مهم است (3). بررسی‌ها نشان میدهد ﺑﻴﺸﺘﺮﻳﻦ ﻣﻴـﺰان ﺿـﺎﻳﻌﺎت میوه در ﻛـﺸﻮرﻫﺎي درحال‌توسعه ﻃـﻲ ﻣﺮاﺣـﻞ ﺑﺮداﺷـﺖ، ﺟﺎﺑﺠـﺎﻳﻲ، ﺳﻮرﺗﻴﻨﮓ و ﺳﺮدﺧﺎﻧﻪ اﺗﻔﺎق ﻣﻲاﻓﺘﺪ، بنابراین ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﻓﻴﺰﻳﻮﻟﻮژي و ﺗﻜﻨﻮﻟﻮژي ﭘـﺲ از ﺑﺮداﺷـﺖ ﻛﻪ ﻣﻨﺘﺞ ﺑﻪ ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻴﺰان ﺿﺎﻳﻌﺎت و حفظ ﻛﻴﻔﻴﺖ شود نقش محوری در تحقیقات دارد. گواوا4 با نام علمی Psidium guajava L.، گیاهی از خانواده میرتاسه5 است. این گیاه از جنوب مکزیک یا آمریکای شمالی منشأ گرفته است (4). ازنظر گیاهشناسی میوه، سته بوده و اندازه آن متوسط تا بزرگ، به وزن 110 تا 250 گرم و قطری در حدود 5 تا 10 سانتی‌متر، میباشد. هندوستان، بزرگترین تولیدکننده گواوا در دنیا است و پس از آن چین، تایلند، پاکستان، مکزیک، اندونزی، برزیل، بنگلادش، فیلیپین و نیجریه جزء 10 کشور اول تولیدکننده گواوا در جهان، قرار دارند. با توجه به تقاضا برای ارقام اصلاح شده این میوه، کشت و پرورش آن در دنیا رو به افزایش میباشد. به‌طورکلی ارقام گوشت سفید برای تازه خوری و ارقام گوشت قرمز برای فرآوری مورد استفاده قرار می‌گیرند (5). گواوا، دارای مواد معطر فوق‌العاده‌ای است و دلیل آن وجود استرها (هگزنیل استات6 و اتیل بوتانات7، اتیل هگزانات8) مونوترپن‌ها (میرسن9، لیمونین10) و سزکوئی‌ترپن‌ها (کاریوفیلن11، همولین12، بیسابولن13) میباشد. در طی رسیدن، میوه، میزان مواد معطر آن افزایش می‌یابد. در طی رسیدن میوه، میزان کلروفیل (رنگ سبز) کم می‌شود و کاروتنوئیدها، رنگیزههای ایجادکننده رنگ‌های زرد و قرمز در میوه افزایش می‌یابند و باعث تغییر رنگ میوه از سبز به زرد می‌شوند. با توجه به رقم، رنگ گوشت میوه نیز به سفید، زرد، صورتی و یا قرمز تغییر پیدا می‌کند. کاروتنوئیدها در رنگ گوشت گواوا نقش دارند و مقدار نسبی کاروتنوئیدهای مختلف تعیین‌کننده شدت رنگ گوشت میباشد. به‌طورکلی میزان کاروتنوئیدهای کل در طی رسیدن میوه افزایش می‌یابد. لیکوپن و بتاکاروتن به ترتیب کاروتنوئیدهای غالب در ارقام گوشت قرمز می‌باشند (6).
شکل 1- میوه گواوا (7)
برداشت میوه در زمان مطلوب، برای مصرف‌کننده حائز اهمیت میباشد. تأخیر در زمان برداشت سبب کاهش طول عمر انباری محصول می‌شود. میوه‌های نارس، حساس به صدمات مکانیکی بوده و طعم نامناسبی دارند. میوه‌های رسیده، نرم بوده و طعم دلپذیری دارند. بهترین شاخص برداشت، تغییر رنگ پوست و اندازه میوه میباشد. از شاخص‌های بلوغ می‌توان تغییر رنگ پوست از سبز تیره به سبز روشن و یا زرد را ذکر نمود (8). اصطلاح پلاسما یک واژه یونانی (به معنی مواد شکل‌پذیر) است که اولین بار توسط ایروینگ لانگمویر در سال 1920 توصیف شد (9). پلاسماي سرد روشی جدید براي فرآوري موادغذایی است که با توجه به غیرحرارتی بودن آن می‌تواند جایگزین مناسبی براي سایر روش‌های شیمیایی (مانند فرآیند با کلرین) و روش‌های فیزیکی (مانند فرایندهاي فشار بالا، پالس‌های الکتریکی و اشعه یونیزه کننده) مورد استفاده براي استرلیزاسیون و پاستوریزاسیون موادغذایی باشد. تکنیک‌های استریلیزاسیون پلاسمایی، مؤثر، ساده و سریع (از چند ثانیه تا یک ساعت) و داراي دماي پایین‌تر (کمتر از 70 درجه سانتی‌گراد می‌باشند). پژوهش‌های انجام شده در رابطه با پلاسماي سرد نشان داده است که قابلیت از بین بردن میکروب‌ها را دارد و همچنین می‌تواند کلیه فرم‌های رویشی، اسپورها و قارچ‌ها را از بین ببرد. پلاسمای سرد، یک فنّاوری سبز و نوظهور است و به گاز یونیزه شده‌ای اطلاق می‌شود که بخش کوچکی از اتم‌های آن یک یا چند الکترون ازدست‌داده و حاوی بسیاری از گونه‌های فعال مانند الکترون‌ها، یون‌ها، رادیکال‌های آزاد، حالت برانگیخته و تعداد زیادی مولکول خنثی غیریونیزه میباشد (10). پلاسما، حالت چهارم ماده و در واقع گاز یونیزه شده‌ای میباشد که توسط برانگیخته شدن گاز، توسط یک میدان الکتریکی، به‌صورت تخلیه‌های الکتریکی تولید می‌شود (11، 12) و حالتی از گاز یونیزه شده (13)، شامل یون‌ها، الکترون‌ها و اشعه ماورا بنفش و گونه‌های واکنش‌گر مانند رادیکال‌ها، اتم‌ها و مولکول‌های برانگیخته است که قادر به غیرفعال سازي میکروارگانیسم‌ها می‌باشند. گونه‌های واکنش‌گر تولید شده، اهداف سلولی متعددی را موردحمله قرار می‌دهند که پلاسمای سرد را جهت میکروب‌زدایی بسیار مؤثر می‌سازد. گازهاي مورد استفاده در تولید پلاسما، می‌تواند نیتروژن، اکسیژن، هلیوم، آرگون و اتمسفر باشد. گونه‌های واکنش‌گر پلاسما به شرایط عملیات (نوع گاز، نوع و توان پلاسما)، بستگی دارد (14). در بین روش‌های میکروب‌زدایی غیرحرارتی، پلاسمای سرد به علت وجود مزایای بالقوه مانند طبیعت غیرسمی، هزینه‌های عملیاتی پائین، کاهش قابل‌توجه مصرف آب طی فرایندهای ضدعفونی و امکان استفادۀ آن برای طیف وسیعی از محصولات غذایی، توجه زیادی را به خود جلب کرده است (15). تحقیق حاضر، از منظر به‌کارگیری فناوری پلاسمای سرد در نگهداری میوه‌های گرانبها و اهمیت و ضرورت تحقیق کاهش ضایعات در طی نگهداری و انبارداری، دارای نوآوری است.
روش کار
در این تحقیق، گواوا توسرخ تهیه شده از استان سیستان و بلوچستان با متوسط وزن 110 گرم و با شرایط محیطی کاشت و برداشت و آلودگی یکسان، محیط کشت میکروبی14DG18 (مرک، آلمان)، سوش میکروبی آسپرژیلوس نایجر تهیه شده از مرکز ملی ذخایر ژنتیکی و زیستی ایران تهیه و مورد استفاده قرار گرفتند. برای تهیه کشت‌های اولیه و ذخیره از آسپرژیلوس نایجر، از محیط کشت پوتیتو دکستروز آگار15 در تشتک‌های سترون یکبار مصرف و کشت‌های شیب‌دار، استفاده شد. ابتدا یک سوسپانسیون از پودر لیوفیلیزه آسپرژیلوس نایجر در 2 میلی‌لیتر آب مقطر استریل، تهیه گردید. از این سوسپانسیون به‌عنوان مایه تلقیح برای تهیه کشت‌های ذخیره استفاده شد. با استفاده از سویه قارچی آسپرژیلوس نایجر گواوا توسرخ را با رقت 104 کلنی در هر گرم از گواوا آلوده شده و گواوا توسرخ آلوده شده با سویه باکتریایی را برای تصدیق وجود باکتری مورد آزمون میکروبی قرار گرفت و پس از آن گواوا توسرخ را مورد آزمون میکروبی در آزمایشگاه شرکت بهار نیکو گستران و آزمون‌های فیزیکوشیمیایی و شیمیایی در پژوهشگاه مهندسی شیمی ایران از روز اول تا روز بیست و هشتم به‌صورت هفتگی مورد بررسی و آزمون در 3 تکرار قرار گرفتند. گواوای آلوده شده به آسپرژیلوس نایجر در دستگاه پلاسمای سرد با گاز آرگون به مدت‌زمان‌های 150، 300، 450، 600، 750، 900، 1050 و 1200 ثانیه در معرض پلاسمای سرد (تنظیمات دستگاه پلاسمای سرد شامل: فاصله الکترودها از یکدیگر برابر 920 میلی‌متر از یکدیگر قرار گرفت و فرکانس 8 کیلووات و قدرت الکتریکی 8 وات بود) در پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران، قرار گرفتند؛ و پس از قرارگیری تیمارهای گواوا در معرض پلاسمای سرد با گاز آرگون در روزهای اول، چهاردهم و بیست و هشتم با نگهداری در دمای 18 درجه سانتی‌گراد، مورد ارزیابی آزمون میکروبی و شیمیایی قرار گرفته‌اند.
آزمون شمارش کپک‌های هوازی و بی‌هوازی
ابتدا یک گرم نمونه گواوا را در زیر هود میکروبی وزن نموده و در 10 سی‌سی محلول رینگر حل شده، سپس به روش شمارش کلی16، یک سری 6 تایی لوله حاوی آب مقطر استریل با افزودن 1 میلی‌لیتر از نمونه به لوله شماره (16)، سریال رقت تهیه گردید و در محیط کشت DG18 به‌صورت پورپلیت دو لایه در جار بی‌هوازی کشت داده شد. سپس در آون خلأ 37 درجه سانتی‌گراد و با استفاده از گاز پک به مدت 72 ساعت جهت شمارش کپک‌های هوازی و بی‌هوازی اختیاری، در پلیت‌های چندقسمتی نگهداری شد. از دستگاه کلنی کانتر، برای شمارش تعداد کپک استفاده شد (17، 18).
سفتی پوست و ساختار گواوا توسرخ
سفتی بافت میوه با دستگاه مگنیس تیلور17 اندازه‌گیری شد. آزمون نفوذسنجی (پنترومتری): سختی بافت
میوهها، نیروی موردنیاز برای فروکردن پروب در گوشت میوه میباشد و توسط دستگاه آنالیز کننده بافت18 که بیشترین نیروی مقاومت‌کننده در مقابل نفوذ را برحسب نیوتن نشان میدهد اندازه‌گیری شد. برای هر تیمار از ۱۰ میوه، استفاده شد (19).
آزمون اندازه‌گیری pH
آزمایش pH با دستگاه لاموته آمریکایی19 انجام شد و دستگاه pH متر به ترتیب توسط محلول بافر با pH معادل 7 و همچنین محلول بافر با pH معادل4 کالیبره شده و سپس، مقداری نمونه را در یک بشر خشک و تمیز ریخته شده و الکترود دستگاه pH متر درون آن قرار گرفت و پس از گذشت مدت‌زمان اندک دمای pH متر با توجه به دمای نمونه تنظیم گردیده و پس از ثابت شدن عدد، pH نمونه قرائت شد (20).
بررسی اثر آنتی‌اکسیدانی گواوا توسرخ با استفاده از محلول20 DPPH
گواوا توسرخ به اضافه 2 میلی‌لیتر از محلول رادیکالی DPPH با غلظت 15 درصد میلی‌مول بر لیتر مخلوط گردید و به‌منظور رقیق شدن نمونه براي قرارگیري در محدوده خطی جذب مقدار 2 میلی‌لیتر متانول به مخلوط اضافه شد و پس از 45 دقیقه قرار گرفتن در تاریکی، جذب در طول‌موج 517 نانومتر، قرار گرفت. براي محاسبه درصد مهارکنندگی عصاره از رابطه مربوطه استفاده شد. براي به دست آمدن میزان جذب محلول DPPH نمونه با ترکیب 2 میلی‌لیتر از متانولی رادیکال DPPH با 3 میلی‌لیتر متانول خالص، استفاده شد (21).
آزمون‌های حسی
آزمون ارزیابی حسی به‌صورت رندم و تصادفی بین 20 نفر افراد دارای تخصص انجام شده است. نحوه محاسبه ارزیابی حسی با استفاده از مقیاس هدونیک 5 نقطه‌ای بر اساس میزان پذیرش رنگ، بافت و مقبولیت ذهنی اساساً 9 درجه در نظر گرفته شد (خیلی کم=1، ضعیف=3، خوب (در حد بازاریابی)=5، بسیار خوب=7 و عالی=9) محاسبه شد به‌طورکلی عدد یک کمترین و عدد 9 بیشترین مطلوبیت را داشت (22).
روش تجزیه‌وتحلیل داده‌ها به‌صورت آزمایشگاهی بود که به‌صورت کاملاً تصادفی از نوع مقادیر تکرارشونده میباشد در جهت تشخیص کاملاً معنادار بودن (01/0p<) یا معنادار بودن (05/0p<)، عدم‌تشخیص معنی‌دار بودن (05/0p>) از تجزیه واریانس دوطرفه21 و مقایسه میانگین‌ها با آزمون برای تیمار که شامل نمونه گواوا آلوده شده به آسپرژیلوس نایجر و گواوا شاهد و استفاده از 8 زمان تحت اثر پلاسمای سرد با گاز آرگون بر گواوا توسرخ در سه تکرار، صورت گرفت.
نتایج
بررسی نتایج آزمون تیمار گواوا
تیمارهای گواوا به شرح ذیل میباشد: T1 گواوا آلوده شده با آسپرژیلوس نایجر، T0 گواوا شاهد، Pat1 گواوا تحت تیمار پلاسمای سرد با گاز آرگون به مدت 150 ثانیه، Pat2300 ثانیه، Pat3 450 ثانیه، Pat4 600 ثانیه، Pat5 750 ثانیه، Pat6 900 ثانیه، Pat7 1050 ثانیه، Pat8 1200 ثانیه.
[1] Strategic Innovation and Research Agenda
[2] Actio Contre la Fai (ACF)
[3] The Asian Productivity Organization (APO)
[4] Guava
[5] Myrtracea
[6] Hexenyl acetate
[7] Ethyl butanoate
[8] Ethyl hexanoate
[9] Myrcene
[10] Limonene
[11] Caryophyllene
[12] Humulene
[13] Bisabolene
[14] Dichloran %18 Glycerol
[16] Colony-forming unit
[17] Magness tailor
[18] Magness tailor or TR-Faccini
[19] LaMotte
[20] Diphenyl picrylhydrazyl
[21] Two-way Anova
جدول 1- مقایسه کپک آسپرژیلوس نایجر Log CFU/g گواوا تحت تیمار پلاسما با گازهای آرگون از روز اول تا روز 28
تیمار | روز1 | روز 14 | روز 28 |
T0 | 32/3±025/0b | 45/4±053/0b | 85/4 ± 01/0b |
T1 | 4 ± 006/0a | 13/5 ±012/0a | 81/5 ±039/0a |
PAt1 | 07/3±045/0c | 6/3±033/0c | 58/4±031/0c |
PAt2 | 88/2±014/0d | 41/3±007/0d | 63/4±011/0d |
PAt3 | 75/2±003/0e | 28/3±047/0e | 34/4±005/0e |
PAt4 | 61/2±029/0f | 13/3±029/0f | 18/4±018/0f |
PAt5 | 16/2±04/0j | 68/2±017/0j | 42/3±032/0h |
PAt6 | 06/2±004/0h | 59/2±0h | 61/3±036/0g |
PAt7 | 96/1±043/0i | 49/2±016/0i | 41/3±022/0h |
PAt8 | 74/1±049/0j | 27/2±005/0j | 4/3±028/0h |
مقادیر دارای حروف مشابه در هر ستون اختلاف معناداری ندارند (05/0P>).
شکل 2- مقایسه قارچ آسپرژیلوس نایجر Log CFU/g گواوا تحت تیمار پلاسما با گازهای آرگون از روز اول تا روز بیست و هشتم. (T1 گواوا آلوده شده با آسپرژیلوس نایجر، T0 گواوا شاهد، Pat1 گواوا تحت تیمار پلاسمای سرد با گاز آرگون به مدت 150 ثانیه، Pat2300 ثانیه، Pat3 450 ثانیه، Pat4 600 ثانیه، Pat5 750 ثانیه، Pat6 900 ثانیه، Pat7 1050 ثانیه، Pat8 1200 ثانیه).
جدول 2- مقایسه بافت (Kg/cm3) گواوا تحت تیمار پلاسما با گازهای آرگون از روز اول تا روز بیست و هشتم
تیمار | روز 1 | روز 14 | روز 28 |
76/4 ±165/0a | 58/2 ± 04/0d | 61/1 ±015/0g | |
T1 | 76/4 ± 165/0a | 38/1 ± 03/0e | 51/0 ± 04/0h |
PAt1 | 76/4 ± 165/0a | 32/3 ± 14/0b | 91/1 ±165/0f |
PAt2 | 76/4 ± 165/0a | 36/3 ± 14/0b | 99/1 ±195/0d |
PAt3 | 76/4 ± 165/0a | 71/3 ± 12/0a | 96/1 ± 08/0e |
PAt4 | 76/4 ± 165/0a | 37/3 ±045/0b | 96/1 ± 15/0e |
PAt5 | 76/4 ± 165/0a | 38/3 ±145/0b | 31/2 ± 14/0a |
PAt6 | 76/4 ± 165/0a | 01/3 ± 15/0c | 21/2 ±005/0b |
PAt7 | 76/4 ± 165/0a | 36/3 ± 22/0b | 19/2 ±175/0b |
PAt8 | 76/4 ± 165/0a | 71/3 ±065/0a | 05/2 ±215/0c |
مقادیر دارای حروف مشابه در هر ستون اختلاف معناداری ندارند (05/0P>).
(T1 گواوا آلوده شده با آسپرژیلوس نایجر، T0 گواوا شاهد، Pat1 گواوا تحت تیمار پلاسمای سرد با گاز آرگون به مدت 150 ثانیه،
Pat2300 ثانیه، Pat3 450 ثانیه، Pat4 600 ثانیه، Pat5 750 ثانیه، Pat6 900 ثانیه، Pat7 1050 ثانیه، Pat8 1200 ثانیه).
شکل 3- مقایسه بافت (Kg/cm3) گواوا تحت تیمار پلاسما با گازهای آرگون از روز اول تا روز بیست و هشتم. (T1 گواوا آلوده شده با آسپرژیلوس نایجر، T0 گواوا شاهد، Pat1 گواوا تحت تیمار پلاسمای سرد با گاز آرگون به مدت 150 ثانیه، Pat2300 ثانیه، Pat3 450 ثانیه، Pat4 600 ثانیه، Pat5 750 ثانیه، Pat6 900 ثانیه، Pat7 1050 ثانیه، Pat8 1200 ثانیه).
جدول 3- مقایسه pH گواوا تحت تیمار پلاسما با گازهای آرگون از روز اول تا روز بیست و هشتم
تیمار | روز 1 | روز 14 | روز 28 |
T0 | 8/4 ± 1/0a | 4/4 ± 1/0a | 9/3 ± 0c |
T1 | 8/4 ± 1/0a | 9/3 ± 1/0c | 6/3 ± 1/0e |
PAt1 | 8/4 ± 1/0a | 3/4 ± 2/0b | 8/3 ± 2/0d |
PAt2 | 8/4 ± 1/0a | 4/4 ± 2/0a | 9/3 ± 1/0c |
PAt3 | 8/4 ± 1/0a | 4/4 ± 0a | 4 ± 0b |
PAt4 | 8/4 ± 1/0a | 3/4 ± 0d | 4 ± 1/0b |
PAt5 | 8/4 ± 1/0a | 4/4± 2/0b | 1/4 ± 2/0a |
PAt6 | 8/4 ± 1/0a | 5/4± 1/0a | 1/4 ± 0a |
PAt7 | 8/4 ± 1/0a | 5/4 ± 1/0a | 1/4 ± 1/0a |
PAt8 | 8/4 ± 1/0a | 5/4 ± 0a | 1/4 ± 1/0a |
مقادیر دارای حروف مشابه در هر ستون اختلاف معناداری ندارند (05/0P>).
(T1 گواوا آلوده شده با آسپرژیلوس نایجر، T0 گواوا شاهد، Pat1 گواوا تحت تیمار پلاسمای سرد با گاز آرگون به مدت 150 ثانیه، Pat2300 ثانیه، Pat3 450 ثانیه، Pat4 600 ثانیه، Pat5 750 ثانیه، Pat6 900 ثانیه، Pat7 1050 ثانیه، Pat8 1200 ثانیه).
شکل 4- مقایسه pH گواوا تحت تیمار پلاسما با گازهای آرگون از روز اول تا روز 28. (T1 گواوا آلوده شده با آسپرژیلوس نایجر، T0 گواوا شاهد، Pat1 گواوا تحت تیمار پلاسمای سرد با گاز آرگون به مدت 150 ثانیه، Pat2300 ثانیه، Pat3 450 ثانیه، Pat4 600 ثانیه، Pat5 750 ثانیه، Pat6 900 ثانیه، Pat7 1050 ثانیه، Pat8 1200 ثانیه)
جدول 4- مقایسه فعالیت آنتی‌اکسیدانی گواوا تحت تیمار پلاسما با گازهای آرگون از روز اول تا روز بیست و هشتم
تیمار | فعالیت آنتی‌اکسیدانی |
T0 | 52 ± 3/0d |
T1 | 46 ± 2/0e |
PAt1 | 52 ± 0d |
PAt2 | 52 ± 2/0d |
PAt3 | 53 ± 0c |
PAt4 | 53 ± 1/0c |
PAt5 | 53 ± 3/0c |
PAt6 | 54 ± 2/0b |
PAt7 | 54 ± 1/0b |
PAt8 | 55 ± 1/0a |
مقادیر دارای حروف مشابه در هر ستون اختلاف معناداری ندارند (05/0P>).
(T1 گواوا آلوده شده با آسپرژیلوس نایجر، T0 گواوا شاهد، Pat1 گواوا تحت تیمار پلاسمای سرد با گاز آرگون به مدت 150 ثانیه، Pat2300 ثانیه، Pat3 450 ثانیه، Pat4 600 ثانیه، Pat5 750 ثانیه، Pat6 900 ثانیه، Pat7 1050 ثانیه، Pat8 1200 ثانیه)
جدول 5- آنالیز واریانس اثر بر روی تیمار گواوا در اثر پلاسمای سرد با گاز آرگون
شرح | منبع تغییرات | درجه آزادی | مجموع مربعات | میانگین مربعات | F-Value | P-Value |
لگاریتم کپک | زمان | 1 | 66205/۱ | 66205/۱ | **32/467 | 000/۰ |
خطا | 6 | 02134/۰ | 00356/۰ |
|
| |
کل | 7 | 68339/۱ |
|
|
| |
میانگین بافت | زمان | 1 | 04111/۰ | 041109/۰ | ۵۷/۲۳** | 003/۰ |
خطا | 6 | 01046/۰ | 001744/۰ |
|
| |
کل | 7 | 05157/۰ |
|
|
| |
میانگین pH | زمان | 1 | 018860/۰ | 018860/۰ | ۴۰/۴۹** | 000/۰ |
خطا | 6 | 002290/۰ | 000382/۰ |
|
| |
کل | 7 | 021150/۰ |
|
|
| |
میانگین درصد DPPH | زمان | 1 | 8810/۶ | 8810/۶ | ۶۹/۶۶** | 000/۰ |
خطا | 6 | 6190/۰ | 1032/۰ |
|
| |
کل | 7 | 5000/۷ |
|
|
|
علامت ** نشان‌دهنده تفاوت کاملاً معنی‌دار (01/0 p<)
شکل 5- بررسی شاخص‌های حسی از روز اول تا روز بیست و هشتم. گواوا تحت تیمار پلاسمای سرد با گاز آرگون روز اول. (T1 گواوا آلوده شده با آسپرژیلوس نایجر، T0 گواوا شاهد، Pat1 گواوا تحت تیمار پلاسمای سرد با گاز آرگون به مدت 150 ثانیه، Pat2300 ثانیه، Pat3 450 ثانیه، Pat4 600 ثانیه، Pat5 750 ثانیه، Pat6 900 ثانیه، Pat7 1050 ثانیه، Pat8 1200 ثانیه)
شکل 6- بررسی شاخص‌های حسی از روز اول تا روز بیست و هشتم. گواوا تحت تیمار پلاسمای سرد با گاز آرگون روز چهاردهم. (T1 گواوا آلوده شده با آسپرژیلوس نایجر، T0 گواوا شاهد، Pat1 گواوا تحت تیمار پلاسمای سرد با گاز آرگون به مدت 150 ثانیه، Pat2300 ثانیه، Pat3 450 ثانیه، Pat4 600 ثانیه، Pat5 750 ثانیه، Pat6 900 ثانیه، Pat7 1050 ثانیه، Pat8 1200 ثانیه)
شکل 7- بررسی شاخص‌های حسی از روز اول تا روز بیست و هشتم. گواوا تحت تیمار پلاسمای سرد با گاز آرگون روز بیست و هشتم. (T1 گواوا آلوده شده با آسپرژیلوس نایجر، T0 گواوا شاهد، Pat1 گواوا تحت تیمار پلاسمای سرد با گاز آرگون به مدت 150 ثانیه، Pat2300 ثانیه، Pat3 450 ثانیه، Pat4 600 ثانیه، Pat5 750 ثانیه، Pat6 900 ثانیه، Pat7 1050 ثانیه، Pat8 1200 ثانیه)
شکل 8- بررسی شاخص‌های حسی از روز اول تا روز بیست و هشتم. گواوا تحت تیمار پلاسمای سرد با گاز آرگون میانگین 28 روز (T1 گواوا آلوده شده با آسپرژیلوس نایجر، T0 گواوا شاهد، Pat1 گواوا تحت تیمار پلاسمای سرد با گاز آرگون به مدت 150 ثانیه، Pat2300 ثانیه، Pat3 450 ثانیه، Pat4 600 ثانیه، Pat5 750 ثانیه، Pat6 900 ثانیه، Pat7 1050 ثانیه، Pat8 1200 ثانیه)
جدول 6- آنالیز واریانس اثر شاخص حسی بر روی تیمار گواوا در اثر پلاسمای سرد با گاز آرگون
شرح | منبع تغییرات | درجه آزادی | مجموع مربعات | میانگین مربعات | F-Value | P-Value |
میانگین شکل | زمان | 1 | 6800/1 | 68000/1 | 00/63** | 000/0 |
خطا | 6 | 1600/0 | 02667/0 |
|
| |
کل | 7 | 8400/1 |
|
|
| |
میانگین بافت | زمان | 1 | 4038/4 | 40381/4 | 57/83** | 000/0 |
خطا | 6 | 3162/0 | 05270/0 |
|
| |
کل | 7 | 7200/4 |
|
|
| |
میانگین رنگ | زمان | 1 | 9286/1 | 92857/1 | 63/25** | 002/0 |
خطا | 6 | 4514/0 | 07524/0 |
|
| |
کل | 7 | 3800/2 |
|
|
| |
میانگین طعم و مزه | زمان | 1 | 1943/2 | 1943/2 | 20/19** | 005/0 |
خطا | 6 | 6857/0 | 1143/0 |
|
| |
کل | 7 | 8800/2 |
|
|
| |
میانگین رایحه | زمان | 1 | 3038/1 | 30381/1 | 32/28** | 002/0 |
خطا | 6 | 2762/0 | 04603/0 |
|
| |
کل | 7 | 5800/1 |
|
|
| |
میانگین کام‌پذیری | زمان | 1 | 1010/1 | 10095/1 | 76/15** | 007/0 |
خطا | 6 | 4190/0 | 06984/0 |
|
| |
کل | 7 | 5200/1 |
|
|
|
علامت ** نشان‌دهنده تفاوت کاملاً معنی‌دار (01/0 p<)
روز اول | هفته اول | هفته دوم | هفته سوم | هفته چهارم | هفته پنجم |
|
|
|
|
|
|
شکل 9- تغییرات گواوا از روز اول تا هفته پنج تیمار گواوا آلوده شده با آسپرژیلوس نایجر
روز اول | هفته اول | هفته دوم | هفته سوم | هفته چهارم | هفته پنجم |
|
|
|
|
|
|
شکل 10- تغییرات گواوا از روز اول تا هفته پنج تیمار گواوا با پلاسما با گاز آرگون
بحث
در دو دهه اخیر، فناوری‌های فرآوری غیرحرارتی توجه گسترده‌ای را از سوی صنایع غذایی که علاقه‌مند به فرآیندهای ملایم و مؤثر هستند، به خود جلب کرده است. این فناوری‌های جایگزین ممکن است عملکرد و ماندگاری را افزایش داده و تأثیر منفی بر مواد مغذی غذا و طعم طبیعی را کاهش دهند. تازگی این فناوری در تطبیق‌پذیری تولید و کاربرد آن (پلاسمای مستقیم یا غیرمستقیم، آب تصفیه شده با پلاسما، پوشش‌های کاربردی و غیره) مورد استفاده قرار گرفته است، زیرا ویژگی‌های کیفی محصولات غذایی تحت تأثیر منفی قرار نگرفته است (23). فناوری پلاسمای سرد با فشار اتمسفر به‌عنوان یک روش غیرحرارتی برای غلبه بر معایب روش‌های غیرفعالسازی حرارتی، ظهور کرده است (24). پژوهش‌های اخیر نشان داده است روش پلاسمای سرد می‌تواند میکروارگانیسم‌ها را مهار کند، آنزیم‌های فسادزا را غیرفعال کند، ماندگاری را بهبود بخشد و همچنین خواص فیزیکی و شیمیایی و ترکیبات زیست‌فعال موادغذایی را حفظ کند (25). مسئله مهمي كه دانش پلاسما را متمايز كرده، نتايج مشترك حاصل از بررسي مطالعات، تحقيقات، گزارشات و نتايج فعالیت‌ها در حوزه‌ها و صنايع مختلف است كه نشان داده که اولاً پلاسماي غيرحرارتي قادر است، انواع گونه‌های فعال مانند راديكال هيدروكسيل، ازون، پراكسيد هيدروژن و غيره را توليد كند. دوماً، پلاسما به‌عنوان يك فناوری سبز شناخته شده است، زيرا در هر حوزه‌ای كه وارد می‌شود زیست‌سازگار و دوست‌دار محیط‌زیست معرفي می‌گردد. سوم آنکه در اكثر حوزه‌ها به‌کارگیری اين روش در كل فرايند، اقتصادي و مقرون‌به‌صرفه است. لازم به ذكر است قطعات و تجهيزات موردنياز براي توليد چشمه پلاسماي سرد در داخل كشور موجود و قابل خريداري است (26). در تحقیقی دیگر در خصوص با پلاسمای سرد، علاوه بر از بین بردن میکروارگانیسم‌ها و سموم از خوراک و موادغذایی کاربردهای دیگر در صنایع غذایی دارند از آماده‌سازی تا بسته‌بندی منجر به حفظ ارزش غذایی و رنگ و طعم تخریب مواد سمی، آلرژی‌ها و بقایای سموم دفع آفات می‌شوند (27). کارایی پلاسمای دمای پایین، برای غیرفعال کردن قارچ‌ها روی آجیل از قبل شناخته شده است. پلاسما با استفاده از هوای محیط در سطح بادام‌زمینی هیچ تغییر نامطلوب مشاهده نشد. در فندق تغییرات متوسطی عمدتاً در مناطق متعلق به لیپیدها ثبت شد (28). جدول (1)، نشان‌دهنده لگاریتم تعداد کپک در میوه گواوا تحت تأثیر تیمارهای مختلف در روزهای ۱، ۱۴ و ۲۸ است. تیمارT0: این گروه با مقدار ۳۲/۳ Log CFU/g در روز ۱ و 85/4 Log CFU/g در روز بیست و هشتم که نشان‌دهنده رشد مستمر کپک بدون هیچ‌گونه مداخله‌ای میباشد. تیمار T1 دارای بالاترین تعداد کپک در هر سه روز است، در این تیمار لگاریتم کپک به شدت افزایش یافته است که نشان‌دهنده رشد و تکثیر آسپرژیلوس نایجر در آن میباشد. در تیمار PAt1 لگاریتم تعداد کپک از ۷/۳ Log CFU/g در روز اول به 58/4 Log CFU/g در روز ۲۸ افزایش می‌یابد و در مقایسه با تیمار T1 و T0 دارای کاهش میباشد که نشان‌دهنده تأثیر مثبت پلاسمای سرد است. تیمار PAt2 مؤید اثر حفاظتی این تیمار است، در تیمار PAt5 کاهش قابل‌توجهی در تعداد کپک‌ها را نشان می‌دهند. دو تیمار PAt6 و PAt7 به طرز معناداری کاهش تعداد کپک را نشان می‌دهند تیمار PAt7 با 41/3 Log CFU/g در روز ۲۸ ازنظر کنترل رشد کپک، موفق عمل کرده است. تیمار PAt8 با ثبت کمترین مقدار (۳/۴) Log CFU/g در روز ۲۸، به‌عنوان بهترین تیمار شناسایی شد که نشان‌دهنده کارایی بالای پلاسمای سرد در کنترل رشد کپک است. روند کاهشی در لگاریتم تعداد کپک در تیمارهای PAt1 تا PAt8 به‌ویژه PAt8 نشان‌دهنده تأثیر مثبت پلاسمای سرد بر جلوگیری از رشد کپک است. این کاهش در بار میکروبی به دلیل ویژگی‌های ضدعفونی‌کننده پلاسمای سرد با افزایش مدت‌زمان تیمار و کاهش فعالیت آنزیم‌های اکسیداتیو در میوه گواوا است. جدول شماره (2)، نشان‌دهنده داده‌های مربوط به آزمون بافت میوه گواوا تحت تأثیر تیمارهای مختلف در روزهای ۱، ۱۴ و ۲۸ ارائه شده‌اند. این داده‌ها اطلاعاتی در مورد تغییرات بافت میوهها در طول زمان و تأثیر تیمارهای مختلف بر روی کیفیت بافت ارائه می‌دهند. در تیمار T0 بافت میوه در روز ۱ با مقدار 67/4 Kg/cm3 در بهترین حالت است، اما در روز بیست و هشتم به 61/1 Kg/cm3 کاهش یافته است. این یافته نشان‌دهنده کاهش قابل‌توجهی در کیفیت بافت میوه‌های گواوا شاهد است. تیمارT1 مشابه T0، در روز اول مقدار بافت 67/4 Kg/cm3 است، اما در روز ۱۴ به 38/1 Kg/cm3 و در روز بیست و هشتم به 58/0 Kg/cm3 کاهش می‌یابد که نشان‌دهنده اثر منفی قابل‌توجهی بر بافت میوه گواوا میباشد. تیمارهای Pat2 و PAt1 این تیمار توانسته است کیفیت بافت را بهتر از T1 و T0 حفظ کند. تیمار PAt3 دارای مقدار 71/3 Kg/cm3 در روز چهاردهم و 96/1 Kg/cm3 در روز بیست و هشتم که کیفیت بافت خوبی را نشان میدهد. تیمارهای PAt4 و PAt5 این تیمارها نیز نتایج قابل قبولی دارند، به‌خصوص PAt5 که در روز بیست و هشتم مقدار 31/2 Kg/cm3 دارد و نشان‌دهنده حفظ کیفیت بالای بافت است. تیمارهای PAt6 و PAt7 و PAt8 بافت میوهها در این نشان‌دهنده تأثیر مثبت این تیمارها بر حفظ بافت میوهها است. با نگاهی به روند تغییرات بافت در تمامی تیمارها، مشاهده می‌شود که با افزایش مدت‌زمان پلاسما، کیفیت بافت به‌طورکلی بهبود می‌یابد. بااین‌حال، تیمارهای PAt1 تا PAt8 به‌ویژه PAt5 و PAt6 موفق به حفظ کیفیت بافت بهتری نسبت به گروه کنترل و T1 شده‌اند. این نشان‌دهنده این است که پلاسمای سرد تأثیر مثبتی بر حفظ کیفیت بافت میوهها دارد. جدول (3)، نشان‌دهنده داده‌های مربوط به pH میوه گواوا تحت تأثیر تیمارهای مختلف در روزهای ۱، ۱۴ و ۲۸ نشان‌دهنده تغییرات pH در طول زمان هستند. تیمار T0 در روز اول برابر با 8/4 است و در روز بیست و هشتم به 9/3 کاهش می‌یابد که نشان‌دهنده کاهش قابل‌توجه pH و افزایش اسیدیته میوه در طول زمان است. تیمار T1 نیز از pH معادل 8/4 در روز اول به pH معادل 6/3 در روز بیست و هشتم کاهش یافته که نشان‌دهنده افزایش اسیدیته و کاهش کیفیت pH میوه است. تیمار PAt1 این تیمار در روز چهاردهم برابر با pH معادل ۴/۳ و در روز بیست و هشتم به pH معادل 8/3 کاهش می‌یابد. این تیمار نسبت به T0، حفظ pH بهتری را نشان میدهد. تیمار PAt2 مشابه PAt1، pH در روز چهاردهم برابر با ۴/۴ و در روز ۲۸ به pH معادل 9/3 کاهش می‌یابد. در تیمارهای PAt3 وPAt4 در روز بیست و هشتم pH معادل ۴ را حفظ کرده و به‌طور مؤثری pH میوه را در مقایسه با T0 و T1 حفظ می‌کنند. تیمار PAt5 در روز بیست و هشتم با pH معادل 1/4 نشان‌دهنده موفقیت این تیمار در بهبود کاهش اسیدیته و حفظ pH است. در تیمارهای PAt6، PAt7 و PAt8 نیز pH معادل 1/4 را در روز بیست و هشتم نشان می‌دهند که به‌خوبی کیفیت pH را حفظ کرده‌اند. به‌طورکلی، pH گواوا در طول زمان کاهش می‌یابد که نشان‌دهنده افزایش اسیدیته است. بااین‌حال، تیمارهای PAt1 تا PAt8 نسبت به کنترل و T1 در حفظ pH میوه موفق‌تر عمل کرده‌اند. این تأثیر مثبت می‌تواند به دلیل کاهش فعالیت آنزیم‌های اکسیداتیو و حفظ ترکیبات شیمیایی میوه گواوا باشد. جدول (4)، نشان‌دهنده داده‌های مربوط به درصد فعالیت آنتی‌اکسیدانی(%DPPH) میوه گواوا تحت تأثیر تیمارهای مختلف نشان‌دهنده تأثیر پلاسمای سرد بر حفظ خواص آنتی‌اکسیدانی میوهها است. تیمار T0 درصد فعالیت آنتی‌اکسیدانی برابر با ۵۲ درصد است که نشان‌دهنده یک سطح پایه از فعالیت آنتی‌اکسیدانی میوه است. تیمار T1 با درصد ۴۶، کاهش قابل‌توجهی در فعالیت آنتی‌اکسیدانی نسبت به T0 نشان میدهد که به دلیل کاهش ترکیبات آنتی‌اکسیدانی یا آسیب‌های اکسیداتیو توسط آسپرژیلوس نایجر در این تیمار باشد. در تیمارهای PAt1 و PAt2 با درصد ۵۲ درصد مشابه T0، نشان‌دهنده حفظ سطح آنتی‌اکسیدانی مطابق با میوه گواوا شاهد است. در تیمارهای PAt3 و PAt4 هرکدام با ۵۳ درصد فعالیت آنتی‌اکسیدانی بهتری نسبت به T1 دارند. تیمار PAt5 مشابه PAt3 و PAt4، با ۵۳ درصد حفظ فعالیت آنتی‌اکسیدانی مطلوبی را نشان میدهد. در تیمارهای PAt6 و PAt7 با ۵۴ درصد، نشان‌دهنده بهبود اندکی در فعالیت آنتی‌اکسیدانی نسبت به گروه T0 هستند. تیمارPAt8 با ۵۵ درصد، بالاترین درصد فعالیت آنتی‌اکسیدانی را دارد و به‌عنوان بهترین تیمار، شناسایی شد. به‌طورکلی، تیمارهای PAt1 تا PAt8 توانسته‌اند به‌خوبی درصد فعالیت آنتی‌اکسیدانی میوه‌های گواوا را حفظ کنند. به‌ویژه، تیمار PAt8 نشان‌دهنده بالاترین فعالیت آنتی‌اکسیدانی است که می‌تواند نشان‌دهنده اثر مثبت پلاسمای سرد بر حفظ ترکیبات آنتی‌اکسیدانی در گواوا باشد. مطابق با تغییرات کاهش لگاریتم کپک در تحقیق مشابهی نشان داده شد که پلاسمای سرد منجر به کاهش بار میکروبی باکتری‌های مزوفیل هوازی می‌شود؛ و این کاهش معنی‌دار در شمارش باکتری‌ها است و همچنین پلاسما تأثیر مثبت بر خصوصیات و حفظ کیفیت خرما داشته است (29).
نتیجه‌گیری
این مطالعه نشان داد که استفاده از پلاسمای سرد با گاز آرگون به‌طور مؤثری می‌تواند تعداد کپک‌ها در میوه‌های گواوا را کاهش دهد و عمر ماندگاری آن‌ها را افزایش دهد. رابطه معنی‌دار بین زمان تیمار و کاهش کپک، اهمیت این روش را در صنعت نگهداری میوه به‌عنوان یک راهکار نوین تأیید می‌کند. تیمار PAt8 به‌عنوان بهترین روش کنترل کپک شناسایی شد و می‌تواند به توسعه روش‌های بهینه‌سازی نگهداری میوهها و کاهش ضایعات غذایی کمک کند. علاوه بر این، استفاده از پلاسمای سرد تأثیر مثبتی بر حفظ کیفیت بافت، pH و فعالیت آنتی‌اکسیدانی میوه‌های گواوا دارد. به‌ویژه، تیمارهای PAt5 و PAt8 به‌عنوان بهترین گزینه‌ها برای کنترل تغییرات بافت و حفظ ارزش غذایی معرفی شدند. این نتایج می‌توانند به توسعه روش‌های نوین در صنایع غذایی و بهبود کیفیت محصولات کمک کنند. بااین‌حال، این تحقیق محدودیت‌هایی نیز دارد؛ ازجمله نیاز به بررسی اثرات بلندمدت و اقتصادی این روش‌ها در مقیاس صنعتی. به‌علاوه، مطالعات بیشتری در مورد تأثیرات مختلف پلاسمای سرد بر روی انواع میوهها و شرایط نگهداری مختلف ضروری است. درنهایت، این تحقیق می‌تواند به‌عنوان نقطه شروعی برای پژوهش‌های آتی در زمینه نگهداری میوهها و افزایش ارزش غذایی آن‌ها مورد استفاده قرار گیرد.
سپاسگزاری
مطالعه حاضر در شرکت بهار نیکو گستران و پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران انجام شده است و بدین‌وسیله از رئیس و کلیه کارشناسان محترم واحدهای مذکور، ریاست و کارمندان محترم پژوهش دانشگاه آزاد اسلامی واحد ورامین-پیشوا، تشکر و قدردانی می‌گردد.
حمایت مالی
کلیه هزینه‌های آزمون‌ها و تحقیق و بررسی از هزینه شخصی محققان میباشد.
تعارض منافع
نویسندگان هیچ گونه تعارض منافعی ندارند.
References
1. Donglu F, Wenjian Y, Kimatu BM, Mariga AM, Liyan Z, Xinxin A, Qiuhui H. Effect of nanocomposite-based packaging on storage stability of mushrooms (Flammulina velutipes). Innovative Food Science & Emerging Technologies. 2016;33, 489-497.
2. Otoni CG, Avena‐Bustillos RJ, Azeredo HM, Lorevice MV, Moura MR, Mattoso LH, McHugh TH. Recent advances on edible films based on fruits and vegetables—a review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2017; 16(5), 1151-1169.
3. Campus M, Değirmencioğlu N, Comunian R. Technologies and trends to improve table olive quality and safety. Frontiers in microbiology. 2018 Apr 4; 9:617.
4. Siddig M, Ahmed J, Lobo MG, Ozadali F. Tropical and subtropical fruits: postharvest physiology, processing and packaging. Wiley Publishing. 2012; P. 637
5. Singh SP. Prospective and retrospective approaches to postharvest quality management of fresh Tropical Guava (Psidium guajava L.) fruit in supply chain. Fresh Produce. 2010; 4: 36 – 48.
6. Soares FD, Pereira T, Marques MOM, Monteiro AR. Volatile and nonvolatile chemical composition of the white Tropical Guava fruit (Psidium guajava) at different stages of maturity. Food Chemistry. 2007; 100: 15 – 21.
7. Ahmadi K, Qolizadeh H, Ebadzadeh H, Hatami F, Hosseinpour R, Abdshah H, Rezaei MM, Fazli Estebarq M. Agricultural Statistics, the third volume, horticultural products, Ministry of Agricultural Jihad, Planning and Economic Deputy, Information and Communication Technology Center. 2015. [In Persian].
8. Madani B, Boroujerdnia M, Postharvest physiology of papaya. Research Archievments for field and Horticulture crop; 8(1):106-115. [In Persian]
9. Singh SP, Pal RK. Response of climacteric-type Tropical Guava (Psidium guajava L.) to postharvest treatment with 1-MCP. Postharvest. Biology and Technology.2008; 47: 307– 314.
10. Perucca M. Introduction to plasma and plasma technology. Plasma technology for hyperfunctional surfaces: Food, Biomedical, and Textile Applications. 2010; 24:1-32.
11. Bianlu A, Shokri Yazni S, Shahabi Ghafarakhi I. Application of cold plasma in food packaging, Packaging science and art. 2021; 12(45):78-88. [In Persian]
12. Heydari M, Carbone K, Gervasi F, Parandi E, Rouhi M, Rostami O, Abedi-Firoozjah R, Kolahdouz-Nasiri A, Garavand F, Mohammadi R. Cold Plasma-Assisted Extraction of Phytochemicals: A Review. Foods ;2023; 12(17): 3181.
13. Schlüter O, Ehlbeck J, Hertel C, Habermeyer, M., Roth A, Engel KH, Eisenbrand G. Opinion on the use of plasma processes for treatment of foods. Molecular nutrition and food research.2013; 57(5): 920-927.
14. Fernandes FA, Rodrigues S. Cold plasma processing on fruits and fruit juices: A review on the effects of plasma on nutritional quality. Processes. 2021;9(12):2098.
15. Pasquali F, Stratakos AC, Koidis A, Berardinelli A, Cevoli C, Ragni L, Trevisani M. Atmospheric cold plasma process for vegetable leaf decontamination: A feasibility study on radicchio (red chicory, Cichorium intybus L.). Food control.2016; 60: 552-559.
16. Korachi M, Gurol C, Aslan N. Atmospheric plasma discharge sterilization effects on whole cell fatty acid profiles of Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Electrostatics.2010; 68 (6): 508–512.
17. Institute of Standards and Industrial Research of Iran. Fruits and their products- measurement method of chemical and microbial properties. Iranian National Standard No. 12588.2010. [In Persian]
18. Institute of Standards and Industrial Research of Iran. Characteristics and test methods of fresh vegetable and other products - The colony count method (aerobic; mold and yeast colonies counting). Iranian National Standard No. 7635.2005. [In Persian]
19. Saberi L. The effect of bioactive coating of aloe vera with carboxymethyl cellulose for the preservation of button mushrooms, master's thesis, Tabriz University.2014 [In Persian]
20. Institute of Standards and Industrial Research of Iran. pH measurement in fruit and vegetable products. Iranian National Standard No. 4404.1998. [In Persian]
21. Sethi Sh, Joshi A, Arora B, Bhowmik A, Sharma RR, Kumar P. Significance of FRAP, DPPH, and CUPRAC assays for antioxidant activity determination in apple fruit extracts. European Food Research and Technology.2020; 246: 591–598.
22. D'Aquino S, Continella A, Gentile A, Dai S, Deng Z, Palma A. Decay control and quality of individually film-wrapped lemons treated with sodium carbonate. Food Control.2020; 108: 106878.
23. Sainz-Garcia E, Alba-Elias F. Advances in the application of cold plasma technology in foods. Foods. 2023; 12: 1388.
24. Waghmare R. Cold plasma technology for fruit-based beverages: A review. Trends in Food Science Technology. 2021; 114: 60-69.
25. Lotfy K, Al-Qahtani SM, Al-Harbi NA, El-Absy KM, Bu Shulaybi FA, Alali SA, Mashtoly TA. Influence of non-thermal plasma on the quality and nutritional content of palm dates. Applied Sciences. 2022; 12: 8587.
26. Abdulahi Dargah M, Noha Khan M, Rafiei Sarmazdeh Z, Rezazadeh Azari F, Bey Mohammadi N, Bakhtiari M. Atmospheric cold plasma is a new method to remove pharmaceutical compounds from water. Journal of Nuclear Science and Technology. 2022; 100(2): 158-16. [In Persian]
27. Misra NN, Patil S, Moiseev T, Bourke P. In-package atmospheric pressure cold plasma treatment of strawberries. Journal of Food Engineering. 2014; 125: 131-138.
28. Medvecka V, Mosovska S, Mikulajova A, Zahoranova A. Effect of atmospheric pressure cold plasma on the physiochemical characteristics and Fourier transform infrared spectroscopy analysis of hazelnuts and peanuts. International Journal of Food Engineering. 2023; 20(1):27-35.
29. Amir Mojahedi, M. Maqsoodi, H. Belwardi, M. Ganjavi, A. Taraz, M. The effect of atmospheric cold plasma processing on the microbial and organoleptic characteristics of Mozafati dates, Iran Biosystem Engineering, 2023;53(4): 327-340
