تعیین مدت ماندگاری آب هویچ تیمار شده توسط پلاسمای سرد

Abstract

خلاصه فارسی مقدمه: آب هویج یکی از مواد غذایی فسادپذیر با مدت ماندگاری کوتاه است. پلاسمای سرد یکی از روش‌های نوین غیرحرارتی جهت تیمار مواد غذایی است. تیمار پلاسمای سرد روی آب هویج با حفظ مقدار بیشتری از مواد مغذی باعث افزایش مدت ماندگاری آن می‌شود. در این مطالعه به بررسی خواص فیزیکوشیمیایی، میکروبی و حسی آب هویج تیمار شده با تیمارهای مختلف پلاسمای سرد تخلیه سد دی‌الکتریک (DBD) با هوا، تیمار شده با حرارت و تیمار نشده طی مدت‌زمان ماندگاری پرداخته شده و در ادامه با محاسبه پارامترهای سینتیکی بهترین آزمون جهت پیش‌بینی مدت ماندگاری آب هویج انتخاب شد. مواد و روش کار: آب هویج به‌دست‌آمده تحت‌تأثیر زمان‌های مختلف پلاسمادهی (3، 4 و 5 دقیقه) در ولتاژ ثابت قرار گرفت سپس با توجه به تغییر در ویژگی‌های ظاهری و میکروبی نمونه‌ها، تیمار در 3 دقیقه انتخاب شد. در ادامه آب هویج درkV 8، 10، 12 و 15 طی 3 دقیقه قرار گرفت. تیمارkV 15 به دلیل دو فاز شدگی از مطالعه کنار گذاشته شد. خواص فیزیکوشیمیایی، میکروبی و حسی نمونه های تیمار شده با پلاسما طی نگهداری در دمای C °4 با نمونه‌های پاستوریزه شده حرارتی (C °80 در 7 دقیقه) و کنترل طی 21 روز مقایسه گردید. بهترین تیمار پلاسما از نظر حفظ عمده خواص فیزیکوشیمیایی، حسی و ممانعت از رشد میکروبی انتخاب شد. در ادامه تخریب محتوای کاروتنوئیدی و تعداد کل باکتری های مزوفیل (TMB) طی نگهداری نمونه بهینه تیمارشده با پلاسما در دماهای هم‌دما (C °18-، C °4، C °15 و C °25) جهت محاسبه پارامترهای سینتیکی و تعیین میزان 10Q با استفاده از ترکیب مدل‌های اولیه و ثانویه مورد استفاده قرار گرفت. یافته‌ها: تفاوت معنی‌داری در مقادیر اسیدیته قابل تیتر بین نمونه‌های تیمار شده با پلاسمای سرد و نمونه‌های شاهد مشاهده نشد درحالی‌که این فاکتور برای نمونه تیمار شده حرارتی به میزان قابل توجهی کاهش یافت. همه نمونه‌ها در طول زمان نگهداری کاهش اسیدیته قابل تیتر را نشان دادند. ویسکوزیته برای تمام نمونه‌ها روند افزایشی طی نگهداری را داشت به‌ظوری‌که برای نمونه حرارتی بیشترین افزایش پس از آن برای نمونه کنترل و در آخر در نمونه‌های تیمار شده با پلاسمای سرد مشاهده شد. محتوای فنلی روند کاهشی کلی را در تمام نمونه‌های آزمایشی تا پایان روزهای نگهداری نشان داد با این‌حال، آب هویج تیمار شده با پلاسمای سرد درkV 12 بالاترین محتوای فنلی و نمونه حرارتی کمترین محتوای فنلی را در تمام روزهای ارزیابی نشان دادند. محتوای اسید اسکوربیک نمونه تیمار شده با پلاسما درkV 8 تغییر معنی‌داری با نمونه کنترل در روز اول نداشت و همینطور این فاکتور پس از 21 روز نگهداری به ترتیب برای نمونه شاهد، تیمار پلاسمای سرد درkV 8 و سایر تیمارها به ترتیب 52، 63 و 73 درصد کاهش یافت. با تیمار پلاسما محتوای کاروتنوئیدی به میزان قابل توجهی کاهش یافت (05/0p < ) درحالی‌که محتوای کاروتنوئیدی نمونه حرارتی به میزان کمتری کاهش یافت. محتوای کاروتنوئیدی در طول نگهداری به طور قابل‌توجهی کاهش پیدا کرد که بیشترین کاهش در نمونه‌های تیمار شده با پلاسمای سرد مشاهده شد. کاهش معنی‌داری در فعالیت مهار رادیکال آزاد نمونه حرارتی در مقایسه با نمونه شاهد مشاهده شد. با این‌حال، نمونه‌های تیمار شده با پلاسمای سرد منجر به حفظ بیشتر فعالیت آنتی‌اکسیدانی شدند. تیمار پلاسمای سرد آب هویج در kV 8، تعداد TMB را به میزان logCFU/mL-2 کاهش داد که این تیمار به‌عنوان مؤثرترین روش در ازبین‌بردن فلور میکروبی طبیعی آب هویج تبدیل شد. ارزیابی حسی نمونه‌ها طی 5 روز نگهداری بررسی شد و نمونه تیمار شده با پلاسمای سرد در kV 8 بالاترین میانگین نمرات حسی را در مقایسه با سایر تیمارها در طول نگهداری نشان داد. تیمار حرارتی و تیمارهای پلاسمای سرد در ولتاژ بالا کمترین امتیاز حسی را به دست آوردند. حفظ رنگ بهتر نمونه‌های تیمار شده با پلاسمای سرد در kV 8 مطابق با داده‌های دستگاه Hunter lab بود که منجر به مقادیر ΔE پایین‌تر (در محدوده‌ی به خوبی قابل تشخیص) در مقایسه با سایر تیمارها شد. ضریب همبستگی (2R) سینتیک‌های مرتبه اول برای همه دماها بالاتر از مرتبه صفر بود؛ بنابراین، مدل مرتبه اول به بهترین شکل تجزیه کاروتنوئید را در آب هویج تیمار شده با پلاسمای سرد توصیف کرد. تغییرات زیادی در مقادیر k با افزایش دما از C °18- تا C °25 مشاهده شد. مقادیر 2/1t از 55/1 روز برای C °25 تا 01/63 برای C °18- متغیر بود. مقادیر 10Q از دمای 15/255 کلوین (0059/0± 5829/2) به 15/298 کلوین (0034/0± 0106/2) به طور قابل‌توجهی کاهش یافت. مقایسه مقادیر 10Q به‌دست‌آمده از TMB و تخریب کاروتنوئیدها، مقادیر قابل‌توجه بالاتری را برای رشد میکروبی نشان داد. این نتیجه نشان می‌دهد که استفاده از شاخص‌های میکروبی برای پیش‌بینی ماندگاری در آب هویج تیمار شده با پلاسمای سرد می‌تواند حاشیه ایمنی بیشتری را برای مصرف‌کنندگان فراهم کند. نتیجه‌گیری: نتایج ارزیابی نشان داد تیمار پلاسما در kV 8، با توجه ‌به حفظ محتوای ویتامین C و ترکیبات فنلی، رنگ و ممانعت از رشد میکروبی، به‌عنوان تیمار بهینه است. اثر دما بر رشد باکتری‌ها با استفاده از مدل Baranyi and Roberts و سپس مدل‌های Arrhenius و Square root (ریشه مربع) مدل‌سازی شد. مقادیر 10Q و انرژی فعال‌سازی (Ea) رشد TMB بالاتر از تخریب کاروتنوئیدها بود که نشان می‌دهد رشد باکتری می‌تواند نشانگر قابل‌اعتمادتری در پیش‌بینی مدت ماندگاری آب هویج تیمار شده با پلاسمای سرد DBD باشد. واژگان کلیدی: فعالیت آنتی‌اکسیدانی، آب هویج، تیمار حرارتی، مدل اولیه، مدل ثانویه