محصولات غذایی می توانند با هاگ های میکروبی در معرض آلودگی قرار گیرند. روش های باکتری زدایی که تاکنون پیشنهاد شده اند نظیر مداخلات شیمیایی( اوزن، اسیدهای ارگانیک، آب الکترولیزه)، مداخلات بیولوژیکی( Protective culture ها نظیر اسیدلاکتیک، باکتریوسین ها و باکتریوفاژها) و اقدامات فیزیکی (غیرفعالسازی گرمایی، تابش گاما، اشعه UV ، اصلاح با CO2 فوق بحرانی فشار بالا) دارای محدودیت های متفاوت زیادی هستند. محدودیت هایی نظیر محدودیت تجاری مانند عدم بازدهی لازم در مقیاس صنعتی و ممنوعیت گاز اتیلن اکسید، محدودیت اجتماعی نظیر احساس منفی اجتماعی نسبت به تابش به وسیله گاما یا باریکه های الکترونی پر انرژی و محدودیت های کیفی اعمال شده از سوی FDA به خاطر عدم تغییر در کیفیت ماده غذایی پس از تابش، سبب شده که محققان به دنبال روش جدیدی برای استریلیزاسیون مواد غذایی باشند.
امروزه پلاسمای سرد در حوزه های مختلف استریلیزاسیون نظیر استریلیزاسیون ادوات پزشکی، استریلیزاسیون مواد غذایی و.. کاربرد دارد. مکانیسم غیر فعالسازی میکروبی به وسیله پلاسمای سرد هنوز به طور کامل روشن نیست اما می توان به موارد زیر اشاره کرد:
• بر همکنش گونه های فعال اکسیژن (ROSs) و گونه های فعال نیتروژن (RNSs) با ماکرومولکول های سلولی همانند لیپیدها، DNA، پروتئين ها، سبب اکسیده شدن DNA می شود که غیر فعالسازی میکروبی را در بر دارد. گونه های فعال تولید شده توسط پلاسمای سرد نظیر O، O2 ،O3، OH، NO بر روی باند های دوبل اسیدهای چرب اشباع نشده غشای سلولی میکروب اثرگذاشته و انتقال بیومولکولار را بر روی آن مختل می کند. اکسیداسیون لیپیدها، آمینواسیدها و نوکلوییک اسیدها تخم های میکروبی را غیرفعال می کند و موجب مرگ میکروبی می شود.
• آسیب اکسایشی غشاء لیپید ها بر روی توانایی آنها در تنظیم انتقال جرمی به داخل و خارج سلول اثر می گذارد.
• گونه های فعال تولید شده می توانند درون سلول های میکروبی پخش شوند که می تواند سبب کاهش PH درون یاخته ای سلول شود، اگر سلول باکتری PH خود را نتواند پایدار نگه دارد غیر فعال می شود.
• غشاء سلولی همچنین می تواند از طریق شکست الکترواستاتیکی که در اثر تجمع ذرات باردار بر روی سطح میکروارگانیسم ایجاد می شود، آسیب ببیند.این نیروهای الکترواستاتیکی که در نتیجه تجمع ذرات باردار بر روی سطح غشاء خارجی ایجاد می شود می تواند بر مقاومت کششی غشاء غلبه کند که این امر سبب گسیختگی می شود (پدیده electroporation).
• فوتون های UV تابش شده به وسیله پلاسمای سرد می توانند دو پارش شدن پایه های تیامین (بندهای) DNA باکتری را افزایش دهد که این امر مانع توانایی تکثیر می شود.به علاوه فوتون های UV به DNA تخم های باکتریایی آسیب می زند.
موارد تاثیر گذار در کارآمدی آلودگی زدایی به وسیله پلاسمای سرد عبارتند از:
1) نوع میکروب: باکتری های گرم منفی نظیر E.coli در مقایسه با باکتری های گرم مثبت نظیر باسیلوس سوبتیلیس غشاء بیرونی آسیب پذیر تری دارند و یا هاگ ها و مخمرها نیازمند زمان طولانی تری از تیمار هستند.
2) توپولوژی سطح: فرورفتگی ها شکاف ها و شیارها در سطح می توانند برای میکرواورگانیسم ها همانند یک حفاظ عمل کنند. توپولوژی سطح با استفاده از عکس برداری SEM مشخص می شود.
3) رطوبت: رطوبت نقش دوگانه ای دارد.بخشی مثبت و بخشی منفی و باید به صورت ترکیبی مقدار بهینه آنرا پیدا کرد.جنبه مزیتی آن عبارتست از: فعال کردن باکتری های به خواب رفته و افزایش واکنش های تولید کننده ROS و جنبه منفی آن کاهش در تعداد میکروتخلیه ها و اتلاف انرژی در برخوردهای الکترون – یون در نتیجه پدیده خاموش سازی.
4) شرایط اعمالی بر تخلیه: شرایط اعمالی بر تخلیه نظیر انتخاب نوع دستگاه، نوع دی الکتریک ، میزان ولتاژ، فرکانس اعمالی و زمان تیمار بر میزان آلودگی زدایی تاثیر می گذارد. درست است که با افزایش ولتاژ، فرکانس، و زمان کاهش بیشتری در تعداد با کتری ها دیده می شود اما این افزایش باید بهینه شود تا بر کیفیت نمونه تاثیر منفی نگذارد.
