نوع مقاله : مقاله کوتاه
نویسندگان
1 گروه لیزر و فوتونیک، دانشکده فیزیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران
2 مرکز تحقیقات بیوشیمی و تغذیه در بیماری‌های متابولیک، دانشگاه علوم پزشکی کاشان، کاشان، ایران
چکیده
گلاب به‌عنوان یکی از فرآورده تقطیری تهیه شده از گل محمدی، در صنعت غذا و طب سنتی مصرف زیادی در ایران دارد. بنابراین حفظ کیفیت میکروبی و شیمیایی این فرآورده مهم میباشد. این پژوهش به جهت بررسی اثر پلاسمای سرد فشار اتمسفری بر خواص فیزیکوشیمیایی و بار میکروبی گلاب طراحی گردید. در این پژوهش تجربی، ابتدا یک سامانه تخلیه سد دی‌الکتریک طراحی گردید. این سامانه با تولید میکروحباب‌های پلاسمایی برای اثردهی بر روی نمونه‌های گلاب با میزان اسانس 28 میلی‌گرم بر 100 میلی‌لیتر، به کار گرفته شد. نمونه‌های گلاب در ولتاژ 12 و 15 کیلوولت به‌مدت زمان‌های 4، 6 و 8 دقیقه پلاسمادهی شدند. سپس آزمون‌های میزان اسانس، عدد اسیدی، عدد یدی، pH، چگالی، عدد اکسیداسیون، عدد استری و شمارش کلی میکروارگانیسم‌ها برای نمونه‌ها انجام گرفت. پلاسما در تمام تیمارها تغییر معناداری بر روی چگالی گلاب نشان نداد. با افزایش زمان و ولتاژ پلاسمادهی تغییرات در میزان اسیدیته، pH، عدد استری و یدی مشاهده شد. این تغییرات با گروه کنترل معنادار بودند ولی بین تیمارها معنی‌دار نمی‌باشند (0.05 <P). بیشترین کاهش در میزان اسانس به‌ترتیب 10.81 و 8.49 میلی‌گرم در 100 میلی‌لیتر گلاب مربوط به تیمارهای با ولتاژ 15 کیلوولت و زمان‌های 6 و 8 دقیقه بودند. همچنین پلاسما در 8 دقیقه در ولتاژهای 12 و 15 کیلوولت سبب کاهش حدود 3 لگاریتمی تعداد کلی باکتری‌های مزوفیل نسبت به گروه کنترل شد. پلاسما به‌طور معناداری سبب کاهش تعداد کلی باکتری‌های مزوفیل در گلاب شد. با این وجود استفاده از پلاسما در ولتاژ بالا و زمان زیاد سبب کاهش شدید در میزان اسانس، افزایش اسیدیته و کاهش pH گلاب شد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Evaluation of Cold Plasma on Physicochemical Properties of Rose Water
نویسندگان [English]
- Zeinab Rahmani 1
- Pasha Ahmadi 1
- Reza Sharafati Chaleshtori 2
1 Department of Laser and Photonics, Faculty of Physics, University of Kashan, Kashan, Iran
2 Research Center for Biochemistry and Nutrition in Metabolic Diseases, Institute for Basic Sciences, Kashan University of Medical Sciences, Kashan, Iran
چکیده [English]
Introduction
Rose water, as one of the distillation products prepared from the rose, is widely used in the food industry and traditional medicine in Iran. Therefore, maintaining the microbial and chemical quality of this product is important. Non-thermal processing technologies have attracted wide attention from the food industry. These alternative technologies can increase shelf life and reduce the negative impact on nutrients and natural flavor of foods. Cold plasma technology has been used as a replacement for new generation methods and as a non-thermal technology in the food processing. This research was designed to investigate the effect of atmospheric pressure cold plasma on the physicochemical properties and microbial load of rose water.
Materials and Methods
In this experimental research, a dielectric barrier discharge system was designed. This system was used by producing plasma microbubbles to have an effect on rose water samples with an essential oil content of 28 mg/100 ml. Rose water samples were plasma-treated at 12 and 15 kV for 4, 6 and 8 minutes. Tthe essential oil amount, acid value, iodine number, pH, density, oxidation number, ester number and the total bacterial count were then performed on the samples.
Results and Discussion
Plasma showed no significant change in the density of rose water in all treatments. Changes in acidity, pH, ester number and iodide number were observed with increasing time and plasma voltage. These changes were significant between the treatment groups and the control group (P<0.05), but not significant within the treatment groups (P<0.05). The greatest decrease in the amount of essential oil was 10.81 and 8.49 mg per 100 ml of rose water, respectively, related to the treatment with voltage of 15 kV at 6 and 8 minutes. Generation/destruction paths of the radicals and their reactions demonstrate the complicated interplay between the plasma induced species (electrons, photons, radicals, etc.) and the dissolved compounds in the liquid species, which ultimately affect the ion concentration (pH and σ) and the oxidizer concentration (redox) in the liquid. However, a decrease in pH is accompanied by an increase in Eh and σ, with a parallel increase in ROS. In addition, plasma in 8 minutes at voltages of 12 and 15 kV caused a decrease of about 3 log in the total number of mesophilic bacteria compared to the control group. Plasma significantly reduced the total number of mesophilic bacteria in rose water. The bactericidal activity of plasma might occur through several mechanisms. Impact on permeabilisation of the cell membrane or wall, leading to leakage of cellular components, containing potassium, nucleic acid, and proteins. In addition, it causes critical damage of intracellular proteins from oxidative or nitrosative species and direct chemical DNA damage. Plasma-generated reactive species and specially H2O2 were found to be the causative agent of cell death. H2O2 is a well-known antibacterial agent that damages iron–sulphur and mononuclear iron enzymes in bacterial cells.
Conclusion
The application of plasma at high voltage and longtime caused a sharp decrease in the amount of essential oil, increased acidity and decreased pH of rose water. It is suggested that future studies be conducted on the type of gas used to produce plasma, the size of the reactor used, and the identification of changes in essential oil compounds using gas chromatography with mass spectrometry.
Funding Sources
This research did not receive any specific funding from funding organizations in the public, commercial or non-profit sectors.
Acknowledgement
The present research is derived from the master's thesis in physics, and therefore the support of the research deputy of Kashan University and Kashan University of Medical Sciences is acknowledged and thanked.
کلیدواژه‌ها [English]
- Cold plasma
- Essential oil
- Rose water
- Total count bacteria
©2025 The author(s). This is an open access article distributed under Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0)
)
ارسال نظر در مورد این مقاله