Zimna plazma w przemyśle mięsnym

Plazma to czwarty stan skupienia i, w co być może ciężko uwierzyć, najczęściej występujący we wszechświecie. To materia składająca się z cząsteczek obojętnych, mieszaniny cząstek zjonizowanych i wzbudzonych, min. wolnych rodników, jonów dodatnich oraz elektronów. Jak tak specyficzny stan skupienia można w jakikolwiek sposób wykorzystać przy produkcji i przetwarzaniu żywności? Czy zimna plazma w przemyśle mięsnym nie jest czasem pustym sloganem i teorią naukową, której nie da się wcielić w życie?

Rodzaje plazmy

Generalnie możemy rozróżnić dwa rodzaje plazmy:

  • wysokotemperaturowa – składnik gwiazd, powstaje także przy wybuchu bomby wodorowej;
  • niskotemperaturowa – możliwa to sztucznego wytworzenia nawet w temperaturze pokojowej;

Właściwości plazmy zostały już dawno temu udowodnione, jednak jej opanowanie w celu pożytecznego wykorzystania zajęło znacznie więcej czasu. Aby wytworzyć plazmę, do gazu musi zostać dostarczona energia potrzebna do jego jonizacji, często w postaci energii elektrycznej. W przypadku niskotemperaturowej plazmy atmosferycznej, szczególną popularność uzyskały reaktory z wyładowaniem barierowym, koronowym lub łukowym. Jedną z tych technik wdrożyła do zastosowań przemysłowych firma Jonix.

Aktywność plazmy

Zimna plazma w przemyśle mięsnym (i nie tylko) aktywuje się i oddziałuje na otoczenie poprzez wzbudzenie elektronów, które nabyły energii w polu elektrycznym. Wskutek ich “nadpobudliwości” otrzymujemy:

  • zjonizowane atomy i cząstki, które ulegają jonizacji wskutek uderzeń elektronów;
  • pobudzenie do działania wolnych rodników (w tym tlenu czy azotu);
  • promieniowanie, także UV;
  • produkcję nadtlenku wodoru i ozonu.

Takie właściwości zimnej plazmy powodują, że staje się wymarzonym narzędziem bakterio i wirusobójczym.

Zimna plazma w przemyśle mięsnym – zagrożenia

Bezpieczeństwo produktów mięsnych jest zagrożone już od momentu uboju, ponieważ tkanki mogą zawierać bakterie (z węzłów chłonnych). Na kolejnych etapach obróbki zagrożenie mikrobiologiczne tylko wzrasta, ponieważ np. powierzchnia mięsa ulega zanieczyszczeniom z otoczenia. Tzw. zakażenia wtórne to także nacięcie ścian przewodu pokarmowego, nieumiejętne usuwanie skóry, nieprzestrzeganie przez pracowników higieny osobistej i pracy (np. brudna odzież ochronna) czy choćby mieszanie się powietrza z hali, chłodni i innych pomieszczeń. Produkty opuszczające zakład przetwórstwa mięsnego są także narażone na niewłaściwe warunki transportu co w bezpośredni sposób obniża ich jakość.

Najbardziej „widoczne” drobnoustroje o właściwościach sacharolitycznych, odpowiedzialne za rozkład cukrów, powodują śluzowacenie mięsa. Jeśli proces rozkładu cukrów zachodzi w warunkach beztlenowych i jest powodowany przez bakterie kwasu mlekowego, wówczas wytwarza się CO2, alkohol etylowy i kwas mlekowy, a mięso staje się kwaskowate i zawiera znaczne ilości gazu. Jego barwa szarzeje lub staje się zielonkawa. Opakowania produktów mięsnych, np. woreczki z tworzyw sztucznych, mogą nawet pękać.

Na mięsie świeżym i chłodzonym dominują bakterie rodzaju Pseudomonas, Achromobacter, często występują też pałeczki Lactobacillus, tlenowe ziarniaki, pałeczki z grupy okrężnicy. Znacznie rzadziej stwierdza się laseczki tlenowe (Bacillus) i beztlenowe (Clostridium).

Działanie zimnej plazmy na surowe mięso

Jak wskazują najnowsze doniesienia naukowe niskotemperaturowa plazma może być także zastosowana jako metoda dekontaminacji powierzchni mięsa zawierającej Listeria innocua. W badaniach laboratoryjnych, mających na celu optymalizację warunków pracy dla maksymalnej dezaktywacji bakterii osiągnięto założenia przy pomocy filtrów membranowych, na których osadzono Listeria innocua. Zastosowanie niskotemperaturowej plazmy przez 10 sekund przyczyniło się do ich ograniczenia 0,27 i 3,27 cykli logarytmicznych, gdy gazem był odpowiednio hel i mieszanina hel-tlen w stosunku 1:5. Wyższe wartości napięcia przemiennego, częstotliwości wzbudzenia i obecności tlenu w gazie nośnym spowodowały największą skuteczność inaktywacji, co zostało potwierdzone w dalszych badaniach na mięśniu kurcząt i skórze. W optymalnych warunkach 10-godzinne traktowanie dało >3 log redukcji Listeria innocua na filtrach membranowych, 8-minutowe traktowanie spowodowało 1 log redukcji na skórze.

Zimna plazma a polędwica, szynka, drób czy produkty RTE

Zimna plazma w przemyśle mięsnym może być zatem z powodzeniem wykorzystywana. Kolejnym dowodem na skuteczność w inaktywacji drobnoustrojów mogą być wyniki badań, w których naukowcy utrwalali plastry gotowanej piersi z kurczaka i szynki. Wykazali, że strumienie APP (atmospheric pressure plasma) są skuteczne do inaktywacji Listeria monocytogenes na wybranych typach mięsa i do przedłużania okresu przydatności do spożycia tego typu produktów. Działanie APP jest skuteczne w przypadku inaktywacji trzech patogenów stosowanych w tym badaniu: Listeria monocytogenes, Escherichia coli i Salmonella Typhimurium. Zastosowanie zimnej plazmy zredukowało liczebność drobnoustrojów o 2–3 cykle logarytmiczne. Więcej przykładów:

  • Celem innych badań była ocena zastosowania zimnej plazmy w celu poprawy bezpieczeństwa polędwicy wieprzowej. Gdy mięso było poddane działaniu DBD (gazy wejściowe He i He+O2), populacja Escherichia coli została zmniejszona o 0,26 i 0,50 cykli logarytmicznych po 5-minutowym traktowaniu i 0,34 i 0,55 cykli po 10-minutowej obróbce plazmowej.
  • Zimna plazma w przemyśle mięsnym była sprawdzana także pod kątem unicestwiania patogenów (Listeria monocytogenes) na powierzchni plastrów szynki. Bakterie uległy inaktywacji wskutek działania zimnej plazmy. Wydajność redukcji drobnoustrojów wzrastała wraz ze zwiększaniem mocy generatora plazmy (z 75 poprzez 100 i 125 do 150 W).
  • Plazma NTP może mieć także zastosowanie w odkażaniu powierzchni wstępnie pakowanych produktów żywnościowych RTE (ready-to-eat). Działanie zimnej plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym spowodowało zmniejszenie ilości Listeria innocua w zakresie od 0,8±0,4 do 1,6±0,5 log cfu/g w plastrowanej długo dojrzewającej wędlinie z mięsa wołowego, zwanej Bresaola (Włochy).

Zimna plazma w przemyśle mięsnym – podsumowanie

Powyższe wyniki badań świadczą o potencjale użycia niskotemperaturowej plazmy w celu dekontaminacji mięsa. Oprócz efektywności antybakteryjnej tego procesu istotny jest jeszcze jego wpływ na jakość mięsa. Wiele artykułów naukowych podaje, że zimna plazma – w odróżnieniu od bardziej klasycznych metod dekontaminacji żywności (np. obróbka w wysokiej temperaturze) – nie zmienia struktury czy właściwości odżywczych produktów. Smak i zapach, a także właściwości fizyczne mięsa pozostają niezmienione w stosunku do próbek nie poddanych działaniu zimnej plazmy.

Mięso i produkty mięsne mogą być skażone mikroorganizmami chorobotwórczymi, które powodują poważne problemy zdrowotne i wymierne straty ekonomiczne. Zimna plazma w przemyśle mięsnym to bardzo innowacyjna technologia, wykazująca wielki potencjał do dalszego rozwoju i z szerokim spektrum zastosowań. Podsumujmy możliwości:

  • Brak termicznej obróbki produktów;
  • Wyeliminowanie jakichkolwiek produktów ubocznych czy odpadów;
  • Bardzo wysoka skuteczność przeciw wielu rodzajom mikroorganizmów;
  • Możliwość zastosowania na każdym etapie przetwarzania (od uboju do transportu);
  • Neutralny stosunek do smaku i zapachu mięsa;
  • Technologia nietoksyczna / neutralna.

Rozwiązania

Przetwórstwo i produkcja żywności wymagają naprawdę wysokiej higieny. O właściwą i ciągłą dezynfekcję pomieszczeń zadbają najlepiej modele z serii Jonix Steel. Są to urządzenia stacjonarne, zapewniające idealne oczyszczenie powietrza w kubaturach do 2000 m3. Większe pomieszczenia po prostu będą wymagały dodatkowych plazmatorów. Jeżeli jest możliwość umieszczenia oczyszczacza w istniejącym ciągu wentylacyjnym, to alternatywą mogą być modele z serii Inside. Najlepsze jest to, że oczyszczacze działają niezależnie od trybu pracy pracowników. Nie wymagają opuszczenia pomieszczenia, fachowej obsługi, nie wydzielają toksyn i nie produkują odpadów.

dello plazmatory dezynfekcja zimną plazmą logotyp ciemny
dello, profil oferteo i fixly, odznaki i nagrody

ul. Głowackiego 33

17-300 Siemiatycze

tel. +48 85 874 20 30

info@dello.com.pl

jonix maps, aplikacja