تأثير غلظت پراكسيد هيدروژن توليد شده با پلاسماي سرد اتمسفري در نابود سازي باكتري اشرشيا كلي تلقيح شده به آب

Effect of Concentration of Hydrogen Peroxide Produced by Cold Atmospheric Plasma on Inactivation of Escherichia coli inoculated to Water

سابقه و هدف: غيرفعال كردن ميكروارگانيسم ها با استفاده از پلاسما يكي از فناوري هاي نوظهور در حوزه غذا و زيست پزشكي است كه براي غير فعال كردن ميكروارگانيسم ها در آب مي توان از آن استفاد كرد. عامل غير فعال كردن ميكروارگانيسم ها توسط پلاسما عوامل فعالي همانند گونه هاي فعال OH، O، O3، H2O2 ، UV و ميدان هاي الكتريكي است كه توسط تخليه پلاسما توليد مي شود مواد و روش ها: طي اين مطالعه جهت بررسي خاصيت ميكروب كشي پلاسماي سرد، از دستگاه تخليه الكتريكي اسپارك استفاده شد. باكتري اشرشيا كلي به نمونه هاي آب تلقيح گرديد و پس از تيمار پلاسما در زمان هاي مختلف نمونه برداري جهت كشت در محيط كشت پليت كانت آگار انجام شد. علاوه بر آزمايشات ميكروبي، غلظت پراكسيد هيدروژن نيز اندازه گيري شد. يافته ها: نتايج اين مطالعه نشان داد، پلاسما قادر به غيرفعال كردن غلظت بالايي از باكتري اشرشياكلي در آب مي باشد. بطوري كه بعد از مدت كوتاهي از تابش پلاسما روي سطح آب ، بار ميكروبي نمونه به مقدار 8 سيكل لگاريتمي كاهش مي يابد. با شروع تابش پلاسما روي سطح آب ، اندازه گيري ها نشان از توليد و افزايش صعودي مقدار پراكسيد هيدروژن موجود در آب دارد. بطوري كه در پايان آزمايش غلظت پراكسيد هيدروژن تا حدود mg/l 100 افزايش يافت. نتيجه گيري: طي اين مطاله پلاسماي سرد تخليه الكتريكي اسپارك روي سطح آب توانست تمامي بار ميكروبي تلقيح شده به نمونه آب را از بين ببرد. با توجه به آزمايشات صورت گرفته، ميزان غلطت پراكسيد هيدروژن با افزايش مدت زمان تيمار، بيشتر مي شود و مي تواند اصلي ترين عامل نابود سازي ميكروارگانيسم ها در آب توسط پلاسماي سرد اتمسفري باشد.

Background and objectives: Inactivation of microorganisms by plasma is a new technique in food science and biomedical fields. This technique could be used to inactivate microorganisms in water. Reactive species such as UV, H2O2, O3, O, and OH produced during plasma discharge, are known to be the main factors in the inactivation microorganisms. Materials and methods: In this study, an electrical spark discharge system was used to evaluate the ability of cold plasma to inactivate microorganisms. Escherichia coli was inoculated into water samples and its inactivation within different times was monitored in plate count agar after plasma treatment. Beside microbiological tests, the concentration of hydrogen peroxide was analyzed. Results: the results of this study showed that plasma can significantly inactivate high concentrations of bacteria in water; as 8 Log CFU/ml reduction in bacteria population was observed after plasma treatment of water samples for 15 min. The results showed that the concentration of hydrogen peroxide increased up to 100 mg/l after plasma treatment. Conclusion: In this study, all the bacteria inoculated to water was inactivated by electrical spark discharge cold plasma on water surface. According to our observations, an increase in the concentration of hydrogen peroxide as the function of treatment time could be the main factor for microorganism inactivation in water by cold plasma treatment.