کاربرد فناوری پلاسمای سرد اتمسفری دی الکتریک سد شده DBD Cold Atmospheric Plasma در تغییر ساختار سطحی و بهبود ویژگی های امولسیون کنندگی پروتئین های وی (Whey Protein) و کاهش آلودگی سطحی

فناوری پلاسمای سرد اتمسفری دی الکتریک سد شده به عنوان روشی نوین و غیرحرارتی برای اصلاح سطحی پروتئین ها در صنایع غذایی کاربردهای گسترده ای دارد. این پژوهش بر کاربرد این فناوری در تغییر ساختار سطحی پروتئین های وی جدا شده از شیر گاوهای محلی ایران، بهبود ویژگی های امولسیون کنندگی و کاهش آلودگی های میکروبی سطحی تمرکز دارد. پروتئین وی با خلوص ۹۰ درصد تهیه و در غلظت های ۱ تا ۱۰ درصد وزنی در آب دیونیزه حل شد. دستگاه پلاسما با گاز آرگون و ولتاژ ۱۰ تا ۲۰ کیلوولت، زمان درمان ۱ تا ۱۰ دقیقه و فاصله الکترود ۵ میلی متر اعمال گردید. تغییرات ساختاری با طیف سنجی مادون قرمز، فوریه، زاویه تماس، آب، میکروسکوپ نیروی اتمی و اندازه گیری گروه های عاملی سطحی ارزیابی شد. ویژگی های امولسیون کنندگی با اندازه ذرات امولسیون روغن در آب، شاخص پایداری امولسیون و ظرفیت امولسیون کنندگی بررسی گردید. کاهش آلودگی با شمارش کلنی های باکتریایی، قارچی و مخمری روی سطوح آلوده شده مصنوعی سنجیده شد. نتایج نشان داد که درمان بهینه با ۱۵ کیلوولت و ۵ دقیقه هیدروفوبیسیته سطحی را ۴۵ درصد افزایش داد، گروه های کربوکسیل را ۳۲ درصد و آمین را ۲۸ درصد تغییر داد و زاویه تماس را از ۷۲ درجه به ۴۸ درجه کاهش داد. ظرفیت امولسیون کنندگی ۷۸ درصد و شاخص پایداری ۹۲ درصد بهبود یافت در حالی که اندازه ذرات امولسیون به ۱۸۰ نانومتر رسید. کاهش آلودگی میکروبی تا ۵.۲ لگاریتم برای اشریشیا کلی، ۴.۸ لگاریتم برای استافیلوکوکوس اورئوس و ۳.۵ لگاریتم برای آسپرژیلوس نایجر مشاهده شد. مدلسازی سینتیکی با معادله مرتبه اول ثابت نرخ غیر فعال سازی ۸۵ بر دقیقه را پیش بینی کرد. این فناوری، بدون تغییر قابل توجه در ساختار ثانویه پروتئین حفظ ۸۵ درصد هلیکس (آلفا)، خواص عملکردی را ارتقا داد و آلاینده های سطحی را حذف کرد. کاربرد در فرمولاسیون های غذایی مانند سس ها و نوشیدنی ها پایداری و ایمنی را افزایش می دهد. این رویکرد جایگزینی سبز برای روش های شیمیایی سنتی است و پتانسیل صنعتی سازی در ایران را دارد. چالش های احتمالی مانند تولید اوزون با بهینه سازی گاز حل شد.

کلیدواژه ها:

پلاسمای سرد اتمسفری ، پروتئین وی ، امولسیون کنندگی ، کاهش آلودگی ، DBD