مقايسه اثر پلاسماي تخليه سد دي الكتريك در حالت تيمار سطحي و حجمي بر خواص شيميايي و فيزيكي زعفران

Comparison of the effect of dielectric barrier discharge plasma in surface and volume mode of treatment on physical and chemical properties of saffron

امروزه پلاسماي سرد فشار اتمسفري به عنوان يك روش كارآمد در صنايع غذايي مورد استفاده قرار مي گيرد. از جمله مزيت هاي اين روش نسبت به روش هاي غير پلاسمايي بهره وري بالا، به صرفه بودن اقتصادي و همچنين كاهش آلاينده هاي مواد شيميايي زيان بار مي باشد. در اين تحقيق پلاسماي سرد فشار اتمسفري هوا با روش تخليه سد دي الكتريك در حالت تيمار سطحي و حجمي توليد شده و اثر آن بر روي خصوصيات فيزيكي و شيميايي زعفران مورد بررسي قرار گرفت. بدين منظور بعد از توليد و مشخصه يابي ساختارهاي پلاسماي توليد شده شامل ساختار الكترودي، خصوصيات الكتريكي و طيف سنجي نشر نوري، تاثير اين ساختارها بر خواص فيزيكي و شيميايي زعفران مورد بررسي قرار گرفت. در ابتدا تاثير تيمار سطحي و حجمي پلاسما بر باكتري زدايي اشرشياكلي تلقيح شده از زعفران مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد پلاسماي تخليه سد دي الكتريك در حالت تيمار سطحي با زمان تيمار 15 دقيقه، منجربه غيرفعالسازي باكتريايي اشرشياكلي مي شود. در ادامه تاثير تيمارهاي سطحي و حجمي پلاسما بر خواص اصلي زعفران شامل كروسين، پيكروكروسين و سافرانال مورد بررسي قرار گرفت كه نتايج نشان داد در هر دو تيمار سطحي و حجمي پردازش بوسيله پلاسما نه تنها باعث كاهش خواص زعفران نمي شود بلكه افزايش نسبي آنها را نيز به همراه دارد. در نهايت تاثير تيمار سطحي و حجمي پلاسما بر روي افزايش غلظت مواد شيميايي مضر در زعفران شامل نيترات و آمونيوم بررسي شد كه نتايج نشان داد تيمار حجمي پلاسما به دليل پردازش مستقيم باعث افزايش غلظت نيترات و آمونيوم تا دو برابر مي شود. در حالت كلي با توجه به نتايج تحقيق مي توان بيان كرد پردازش سطحي بدليل پردازش غير مستقيم، اثر باكتري زدايي بيشتر ، تاثير مثبت بر روي خواص فيزيكي زعفران و عدم افزايش غلظت مواد شيميايي مضر مانند نيترات و امونيوم روش مناسب تري براي پردازش زعفران مي باشد.

Nowadays, cold atmospheric pressure plasmas are used as an efficient method in food industries. The advantage of plasma method compared to other method are high productivity, cost-effectiveness and reduction of harmful chemical pollutants. In this study, cold atmospheric pressure dielectric barrier discharge plasma in surface and volumetric treatment mode was produced, and its effect on the physical and chemical properties of saffron was investigated. For this purpose, after the production and characterization of plasma structures including electrode structure, electrical properties and optical emission spectroscopy, the influence of these structures on the physical and chemical properties of saffron was investigated. At first, the effect of surface and volumetric plasma treatment on degradation of Escherichia coli bacteria was investigated. The results showed that surface dielectric barrier discharge plasma treatment with high treatment time has a great effect on inactivation of Escherichia coli. Then, the effect of surface and volume treatments on the main properties of saffron including crocin, picrocrocin and safranal were investigated. The results showed that surface and volumetric plasma treatment increase the main properties of saffron,surprisingly. Finally, the effect of surface and volumetric plasma treatments on increasing harmful substance in saffron including nitrate and ammonium was investigated. The results showed that volumetric treatment of plasma due to direct processing increase the harmful substances in saffron, including nitrate and ammonium. According to the results of this research, it can be concluded that the dielectric barrier discharge in surface treatment mode has advantages against volumetric treatment. The latter suffers from harmful by-products. In this regard, the surface treatment of saffron is preferable to volumetric.