Kvasny Prum. 2017; 63(3): 134-138 | DOI: 10.18832/kp201716

Plasma Technology in Food Industry: mini-reviewRecenzovaný článek

Petr BARTOŠ, Pavel KŘÍŽ, Zbyněk HAVELKA, Andrea BOHATÁ, Pavel OLŠAN, Petr ŠPATENKA, Vladislav ČURN, Miroslav DIENSTBIER
1 Zemědělská fakulta Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích, Studentská 1668, 370 05 České Budějovice / Faculty of Agriculture, University of South Bohemia in České Budějovice, Studentská 1668, CZ 370 05 České Budějovice
2 Pedagogická fakulta Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích, Jeronýmova 10, 371 15 České Budějovice / Faculty of Education, University of South Bohemia in České Budějovice, Jeronýmova 10, CZ 371 15 České Budějovice
3 Surface Treat a.s., Jungmannova 695/42, 370 01 České Budějovice / Surface Treat a.s., Jungmannova 695/42, CZ 370 01 České Budějovice
4 Výzkumný ústav pivovarský a sladařský, a.s, Lípová 15, 120 44 Praha 2 / Research Institute of Brewing and Malting, PLC, Lípová 15, CZ 120 44 Praha 2

Ošetření plazmatem je zajímavá technologie s možností mnoha potenciálních aplikací v průmyslu. V současnosti se setkáváme stále častěji s články, které se zabývají využitím technologie plazmatu v potravinářském průmyslu. Tato mini-review uvádí přehled nejnovějšího vývoje v této oblasti. Úvodem jsou krátce diskutovány principy interakce plazmatu s pevným povrchem. Další část je věnována sterilizaci potravin od bakterií a hub. V poslední části jsou diskutovány otázky spojené s vlivem ošetření plazmatem na kvalitu potravin a jejich nutriční vlastnosti.

Klíčová slova: plasma technology, sterilization, decontamination, food industry, bacteria, fungi, mycotoxins

Vloženo: 15. únor 2017; Přijato: 3. duben 2017; Zveřejněno: 15. červen 2017 

Reference

  1. Amini, M., Ghoranneviss, M., 2016: Effects of cold plasma treatment on antioxidants activity, phenolic contents and shelf life of freshand dried walnut (Juglans regia L.) cultivars during storage. LWT - Food Sci. Technol., 73: 178-184. Přejít k původnímu zdroji...
  2. Bahrami, N., Bayliss, D., Chope, G., Penson, S., Perehinec, T., Fisk, I.D., 2016: Cold plasma: A new technology to modify wheat flour functionality. Food Chem., 202: 247-253. Přejít k původnímu zdroji...
  3. Baier, M., Foerster, J., Schnabel, U., Knorr, D., Ehlbeck, J., Herppich, W.B., Schlüter, O., 2013. Direct non-thermal plasma treatment for the sanitation of fresh corn salad leaves: Evaluation of physical and physiological effects and antimicrobial efficacy. Postharvest Biol. Technol., 84: 81-87. Přejít k původnímu zdroji...
  4. Baier, M., Görgen, M., Ehlbeck, J., Knorr, D., Herppich, W.B., Schlüter, O., 2014: Non-thermal atmospheric pressure plasma: Screening for gentle process conditions and antibacterial efficiency on perishable fresh produce. Innov. Food Sci. Emerg. Technol., 22, 147-157. Přejít k původnímu zdroji...
  5. Běláková, S., Benešová, K., Čáslavský, J., Svoboda, Z., Mikulíková, R., 2014: The occurrence of the selected fusarium mycotoxins in czech malting barley. Food Control, 37: 93-98. Přejít k původnímu zdroji...
  6. Bermúdez-Aguirre, D., Wemlinger, E., Pedrow, P., Barbosa-Cánovas, G., Garcia-Perez, M., 2013: Effect of atmospheric pressure cold plasma (APCP) on the inactivation of Escherichia coli in fresh produce. Food Control, 34: 149-157. Přejít k původnímu zdroji...
  7. Bhat, R., Rai, R. V., Karim, A.A., 2010: Mycotoxins in Food and Feed: Present Status and Future Concerns. Compr. Rev. Food Sci. Food Saf., 9: 57-81. Přejít k původnímu zdroji...
  8. Bolechová, M., Benešová, K., Běláková, S., Čáslavský, J., Pospíchalová, M., Mikulíková, R., 2015: Determination of seventeen mycotoxins in barley and malt in the Czech Republic. Food Control, 47: 108-113. Přejít k původnímu zdroji...
  9. Božiková, M., Hlaváč, P., 2014: Transient Methods and Their Usage for Flour Thermophysical Parameters Measurement. Adv Mat Res., 1059: 75-82. Přejít k původnímu zdroji...
  10. Bryden, W.L., 2012: Mycotoxin contamination of the feed supply chain: Implications for animal productivity and feed security. Anim. Feed Sci. Technol., 173: 134-158. Přejít k původnímu zdroji...
  11. Bullerman, L.B., Bianchini, A., 2007: Stability of mycotoxins during food processing. Int. J. Food Microbiol., 119: 140-146. Přejít k původnímu zdroji...
  12. Bursać Kovačević, D., Putnik, P., Dragović-Uzelac, V., Pedisić, S., Režek Jambrak, A., Herceg, Z., 2016: Effects of cold atmospheric gas phase plasma on anthocyanins and color in pomegranate juice. Food Chem., 190: 317-323. Přejít k původnímu zdroji...
  13. Bußler, S., Herppich, W.B., Neugart, S., Schreiner, M., Ehlbeck, J., Rohn, S., Schlüter, O., 2015: Impact of cold atmospheric pressure plasma on physiology and flavonol glycoside profile of peas (Pisum sativum "Salamanca"). Food Res. Int., 76: 132-141. Přejít k původnímu zdroji...
  14. Cui, H., Ma, C., Li, C., Lin, L., 2016: Enhancing the antibacterial activity of thyme oil against Salmonella on eggshell by plasma-assisted process. Food Control, 70: 183-190. Přejít k původnímu zdroji...
  15. Dasan, B.G., Boyaci, I.H., Mutlu, M., 2016: Inactivation of aflatoxigenic fungi (Aspergillus spp.) on granular food model, maize, in an atmospheric pressure fluidized bed plasma system. Food Control, 70: 1-8. Přejít k původnímu zdroji...
  16. Devreese, M., Girgis, G.N., Tran, S.T., De Baere, S., De Backer, P., Croubels, S., Smith, T.K., 2014: The effects of feed-borne Fusarium mycotoxins and glucomannan in turkey poults based on specific and non-specific parameters. Food Chem. Toxicol., 63: 69-75. Přejít k původnímu zdroji...
  17. Ehlbeck, J., Schnabel, U., Andrasch, M., Stachowiak, J., Stolz, N., Fröhling, A., Schlüter, O., Weltmann, K.D., 2015: Plasma Treatment of Food. Contrib. to Plasma Phys., 55: 753-757. Přejít k původnímu zdroji...
  18. Fernández, A., Noriega, E., Thompson, A., 2013: Inactivation of Salmonella enterica serovar Typhimurium on fresh produce by cold atmospheric gas plasma technology. Food Microbiol., 33: 24-29. Přejít k původnímu zdroji...
  19. Fernández, A., Shearer, N., Wilson, D.R., Thompson, A., 2012. Effect of microbial loading on the efficiency of cold atmospheric gas plasma inactivation of Salmonella enterica serovar Typhimurium. Int. J. Food Microbiol., 152: 175-180. Přejít k původnímu zdroji...
  20. Fernández, A., Thompson, A., 2012: The inactivation of Salmonella by cold atmospheric plasma treatment. Food Res. Int., 45: 678-684. Přejít k původnímu zdroji...
  21. Habschied, K., Šarkanj, B., Klapec, T., Krstanović, V., 2011: Distribution of zearalenone in malted barley fractions dependent on Fusarium graminearum growing conditions. Food Chem., 129: 329-332. Přejít k původnímu zdroji...
  22. He, J., Zhou, T., Young, J.C., Boland, G.J., Scott, P.M., 2010: Chemical and biological transformations for detoxification of trichothecene mycotoxins in human and animal food chains: a review. Trends Food Sci. Technol., 21: 67-76. Přejít k původnímu zdroji...
  23. Hlaváč, P., Božiková, M., 2012: Comparison of rheologic and thermal properties of beer (pilsner urquell®) with different wort content. J. Food Phys., 24-25: 13-19.
  24. Chen, H.H., Chang, H.C., Chen, Y.K., Hung, C.L., Lin, S.Y., Chen, Y.S., 2016: An improved process for high nutrition of germinated brown rice production: Low-pressure plasma. Food Chem., 191: 120-127. Přejít k původnímu zdroji...
  25. Iheshiulor, O.O.M., Esonu, B.O., Chuwuka, O.K., Omede, A.A., Okoli, I.C., Ogbuewu, I.P., 2011: Effects of Mycotoxins in Animal Nutrition: A Review. Asian Journal of Animal Sciences., 5: 19-33. Přejít k původnímu zdroji...
  26. Konvalina, P., Štěrba, Z., Vlášek, O., Moudrý, jr., J., Capouchová, I., Stehno, Z., 2016: Fusarium spp. occurrence in grains of ancient wheat species. Romanian Agricultural Research., 33: 307-311.
  27. Kim, B., Yun, H., Jung, S., Jung, Y., Jung, H., Choe, W., Jo, C., 2011: Effect of atmospheric pressure plasma on inactivation of pathogens inoculated onto bacon using two different gas compositions. Food Microbiol., 28: 9-13. Přejít k původnímu zdroji...
  28. Köppen, R., Koch, M., Siegel, D., Merkel, S., Maul, R., Nehls, I., 2010: Determination of mycotoxins in foods: Current state of analytical methods and limitations. Appl. Microbiol. Biotechnol., 86: 1595-1612. Přejít k původnímu zdroji...
  29. Kostelanska, M., Hajslova, J., Zachariasova, M., Malachova, A., Kalachova, K., Poustka, J., Fiala, J., Scott, P.M., Berthiller, F., Krska, R., 2009: Occurrence of deoxynivalenol and its major conjugate, deoxynivalenol-3- glucoside, in beer and some brewing intermediates. J. Agric. Food Chem., 57: 3187-3194. Přejít k původnímu zdroji...
  30. Kottapalli, B., Wolf-Hall, C.E., 2008: Effect of hot water treatments on the safety and quality of Fusarium-infected malting barley. Int. J. Food Microbiol., 124: 171-178. Přejít k původnímu zdroji...
  31. Kříž, P., Olšan, P., Havelka, Z., Horáková, M., Bartoš, P., Vazdová, P., Syamkrishna, B., Špatenka, P., 2014: Seed treatment and water purification by the synergical effect of gliding arc plasma and photocatalytic film. 2014 International Conference on Optimization of Electrical and Electronic Equipment, OPTIM 2014: 1042-1046. Přejít k původnímu zdroji...
  32. Kříž, P., Bartoš, P., Havelka, Z., Kadlec, J., Olšan, P., Špatenka, P., Dienstbier, M., 2015: Influence of Plasma Treatment in Open Air on Mycotoxin Content and Grain Nutriments. Plasma Med., 5: 145-158. Přejít k původnímu zdroji...
  33. Lancova, K., Hajslova, J., Poustka, J., Krplova, A., Zachariasova, M., Dostalek, P., Sachambula, L., 2008: Transfer of Fusarium mycotoxins and "masked" deoxynivalenol (deoxynivalenol-3-glucoside) from field barley through malt to beer. Food Addit. Contam., Part A 25: 732-744. Přejít k původnímu zdroji...
  34. Laroussi, M., Leipold, F., 2004: Evaluation of the roles of reactive species, heat, and UV radiation in the inactivation of bacterial cells by air plasmas at atmospheric pressure. Int. J. Mass Spectrom. 233, 81-86.Lee, H., Kim, J.E., Chung, M.S., Min, S.C., 2015. Cold plasma treatment for the microbiological safety of cabbage, lettuce, and dried figs. Food Microbiol., 51: 74-80. Přejít k původnímu zdroji...
  35. Lee, H.J., Jung, H., Choe, W., Ham, J.S., Lee, J.H., Jo, C., 2011: Inactivation of Listeria monocytogenes on agar and processed meat surfaces by atmospheric pressure plasma jets. Food Microbiol., 28: 1468-1471. Přejít k původnímu zdroji...
  36. Lee, K.H., Kim, H.J., Woo, K.S., Jo, C., Kim, J.K., Kim, S.H., Park, H.Y., Oh, S.K., Kim, W.H., 2016: Evaluation of cold plasma treatments for improved microbial and physicochemical qualities of brown rice. LWT - Food Sci. Technol., 73: 442-447. Přejít k původnímu zdroji...
  37. Leipold, F., Kusano, Y., Hansen, F., Jacobsen, T., 2010: Decontamination of a rotating cutting tool during operation by means of atmospheric pressure plasmas. Food Control, 21: 1194-1198. Přejít k původnímu zdroji...
  38. Leipold, F., Schultz-Jensen, N., Kusano, Y., Bindslev, H., Jacobsen, T., 2011: Decontamination of objects in a sealed container by means of atmospheric pressure plasmas. Food Control, 22: 1296-1301. Přejít k původnímu zdroji...
  39. Maeda, K., Toyokawa, Y., Shimizu, N., Imanishi, Y., Sakudo, A., 2015: Inactivation of Salmonella by nitrogen gas plasma generated by a static induction thyristor as a pulsed power supply. Food Control, 52: 54-59. Přejít k původnímu zdroji...
  40. Malachová, A., Hajšlová, J., Ehrenbergerová, J., Kostelanská, M., Zachariášová, M., Urbanová, J., Cerkal, R., Šafránková, I., Marková, J., Vaculová, K., Hrstková, P., 2010: Fusarium mycotoxins in spring barley and their transfer into malt. Kvasny Prum., 56: 131-137. Přejít k původnímu zdroji...
  41. Malíř, F., Ostrý, V., Novotná, E., 2013: Toxické účinky vybraných trichotecenových (epoxytrichotecenových) mykotoxinů u člověka. Kontakt, 15: 89-99. Přejít k původnímu zdroji...
  42. Maul, R., Müller, C., Rieß, S., Koch, M., Methner, F.J., Irene, N., 2012: Germination induces the glucosylation of the Fusarium mycotoxin deoxynivalenol in various grains. Food Chem., 131: 274-279. Přejít k původnímu zdroji...
  43. Misra, N.N., Patil, S., Moiseev, T., Bourke, P., Mosnier, J.P., Keener, K.M., Cullen, P.J., 2014: In-package atmospheric pressure cold plasma treatment of strawberries. J. Food Eng., 125: 131-138. Přejít k původnímu zdroji...
  44. Misra, N.N., Keener, K.M., Bourke, P., Mosnier, J.P., Cullen, P.J., 2014: In-package atmospheric pressure cold plasma treatment of cherry tomatoes. J. Biosci. Bioeng., 118: 177-182. Přejít k původnímu zdroji...
  45. Moisan, M., Barbeau, J., Moreau, S., Pelletier, J., Tabrizian, M., Yahia, L., 2001: Low-temperature sterlization using gas plasmas: a review of the experiment and an analysis of the inactivation mechanisms. Int. J. Pharm., 226: 1-21. Přejít k původnímu zdroji...
  46. Moreau, M., Orange, N., Feuilloley, M.G.J., 2008: Non-thermal plasma technologies: New tools for bio-decontamination. Biotechnol. Adv., 26: 610-617. Přejít k původnímu zdroji...
  47. Moreau, M., Feuilloley, M.G.J., Orange, N., Brisset, J.L., 2005: Lethal effect of the gliding arc discharges on Erwinia spp. J. Appl. Microbiol., 98: 1039-1046. Přejít k původnímu zdroji...
  48. Nagl, V., Schatzmayr, G., 2015: Deoxynivalenol and its masked forms in food and feed. Curr. Opin. Food Sci., 5: 43-49. Přejít k původnímu zdroji...
  49. Naïtali, M., Herry, J.M., Hnatiuc, E., Kamgang, G., Brisset, J.L., 2012: Kinetics and bacterial inactivation induced by peroxynitrite in electric discharges in air. Plasma Chem. Plasma Process., 32: 675-692. Přejít k původnímu zdroji...
  50. Noriega, E., Shama, G., Laca, A., Díaz, M., Kong, M.G., 2011: Cold atmospheric gas plasma disinfection of chicken meat and chicken skin contaminated with Listeria innocua. Food Microbiol., 28: 1293-1300. Přejít k původnímu zdroji...
  51. Oh, Y.A., Roh, S.H., Min, S.C., 2016: Cold plasma treatments for improvement of the applicability of defatted soybean meal-based edible film in food packaging. Food Hydrocoll., 58: 150-159. Přejít k původnímu zdroji...
  52. Pankaj, S.K., Bueno-Ferrer, C., Misra, N.N., Milosavljević, V., O'Donnell, C.P., Bourke, P., Keener, K.M., Cullen, P.J., 2014: Applications of cold plasma technology in food packaging. Trends Food Sci. Technol., 35: 5-17. Přejít k původnímu zdroji...
  53. Park, B.J., Takatori, K., Sugita-Konishi, Y., Kim, I.H., Lee, M.H., Han, D.W., Chung, K.H., Hyun, S.O., Park, J.C., 2007: Degradation of mycotoxins using microwave-induced argon plasma at atmospheric pressure. Surf. Coatings Technol., 201: 5733-5737. Přejít k původnímu zdroji...
  54. Pasquali, F., Stratakos, A.C., Koidis, A., Berardinelli, A., Cevoli, C., Ragni, L., Mancusi, R., Manfreda, G., Trevisani, M., 2016: Atmospheric cold plasma process for vegetable leaf decontamination: A feasibility study on radicchio (red chicory, Cichorium intybus L.). Food Control, 60: 552-559. Přejít k původnímu zdroji...
  55. Pazderů, K., Vepříková, Z., Capouchová, I., Konvalina, P., Prokinová, E., Janovská, D., Škeříková, A., Honsová, H., 2016: Changes in the content of various Fusarium mycotoxins forms in germinating winter wheat and spring barley kernels. Plant, Soil Environ., 62: 42-46. Přejít k původnímu zdroji...
  56. Penkov, O. V., Khadem, M., Lim, W.-S., Kim, D.-E., 2015: A review of recent applications of atmospheric pressure plasma jets for materials processing. J. Coatings Technol. Res., 12: 225-235. Přejít k původnímu zdroji...
  57. Piacentini, K.C., Savi, G.D., Pereira, M.E. V, Scussel, V.M., 2015: Fungi and the natural occurrence of deoxynivalenol and fumonisins in malting barley (Hordeum vulgare L.). Food Chem., 187: 204-209. Přejít k původnímu zdroji...
  58. Ragni, L., Berardinelli, A., Vannini, L., Montanari, C., Sirri, F., Guerzoni, M.E., Guarnieri, A., 2010: Non-thermal atmospheric gas plasma device for surface decontamination of shell eggs. J. Food Eng., 100: 125-132. Přejít k původnímu zdroji...
  59. Ramazzina, I., Berardinelli, A., Rizzi, F., Tappi, S., Ragni, L., Sacchetti, G., Rocculi, P., 2015: Effect of cold plasma treatment on physico-chemical parameters and antioxidant activity of minimally processed kiwifruit. Postharvest Biol. Technol., 107: 55-65. Přejít k původnímu zdroji...
  60. Ramos, B., Miller, F.A., Brandão, T.R.S., Teixeira, P., Silva, C.L.M., 2013: Fresh fruits and vegetables - An overview on applied methodologies to improve its quality and safety. Innov. Food Sci. Emerg. Technol., 20: 1-15. Přejít k původnímu zdroji...
  61. Rød, S.K., Hansen, F., Leipold, F., Knøchel, S., 2012: Cold atmospheric pressure plasma treatment of ready-to-eat meat: Inactivation of Listeria innocua and changes in product quality. Food Microbiol., 30: 233-238. Přejít k původnímu zdroji...
  62. Scholtz, V., Pazlarova, J., Souskova, H., Khun, J., Julak, J., 2015: Nonthermal plasma - A tool for decontamination and disinfection. Biotechnol. Adv., 33: 1108-1119. Přejít k původnímu zdroji...
  63. Schutze, a, Jeong, J.Y., Babayan, S.E., Park, J., Selwyn, G.S., Hicks, R.F., 1998: The atmospheric-pressure plasma jet: a review and comparison to other plasma sources. Plasma Sci. IEEE Trans., 26: 1685-1694. Přejít k původnímu zdroji...
  64. Song, H.P., Kim, B., Choe, J.H., Jung, S., Moon, S.Y., Choe, W., Jo, C., 2009: Evaluation of atmospheric pressure plasma to improve the safety of sliced cheese and ham inoculated by 3-strain cocktail Listeria monocytogenes. Food Microbiol., 26: 432-436. Přejít k původnímu zdroji...
  65. Speijers, G.J.A., Speijers, M.H.M., 2004: Combined toxic effects of mycotoxins. Toxicol. Lett., 153: 91-98. Přejít k původnímu zdroji...
  66. Tappi, S., Berardinelli, A., Ragni, L., Dalla Rosa, M., Guarnieri, A., Rocculi, P., 2014: Atmospheric gas plasma treatment of fresh-cut apples. Innov. Food Sci. Emerg. Technol., 21: 114-122. Přejít k původnímu zdroji...
  67. Wang, J., Zhuang, H., Hinton, A., Zhang, J., 2016: Influence of in-package cold plasma treatment on microbiological shelf life and appearance of fresh chicken breast fillets. Food Microbiol., 60: 142-146. Přejít k původnímu zdroji...
  68. Wolf-Hall, C.E., 2007: Mold and mycotoxin problems encountered during malting and brewing. Int. J. Food Microbiol., 119: 89-94. Přejít k původnímu zdroji...
  69. Yang, B., Chen, J., Yu, Q., Li, H., Lin, M., Mustapha, A., Hong, L., Wang, Y., 2011: Oral bacterial deactivation using a low-temperature atmospheric argon plasma brush. J. Dent., 39: 48-56. Přejít k původnímu zdroji...
  70. Yun, H., Kim, B., Jung, S., Kruk, Z.A., Kim, D.B., Choe, W., Jo, C., 2010: Inactivation of Listeria monocytogenes inoculated on disposable plastic tray, aluminum foil, and paper cup by atmospheric pressure plasma. Food Control, 21: 1182-1186. Přejít k původnímu zdroji...
  71. Zahoranová, A., Henselová, M., Hudecová, D., Kaliňáková, B., Kováčik, D., Medvecká, V., Černák, M., 2016: Effect of Cold Atmospheric Pressure Plasma on the Wheat Seedlings Vigor and on the Inactivation of Microorganisms on the Seeds Surface. Plasma Chem. Plasma Process., 36: 397-414. Přejít k původnímu zdroji...
  72. Ziuzina, D., Patil, S., Cullen, P.J., Keener, K.M., Bourke, P., 2014: Atmospheric cold plasma inactivation of Escherichia coli, Salmonella enterica serovar Typhimurium and Listeria monocytogenes inoculated on fresh produce. Food Microbiol., 42: 109-116. Přejít k původnímu zdroji...
  73. Ziuzina, D., Han, L., Cullen, P.J., Bourke, P., 2015: Cold plasma inactivation of internalised bacteria and biofilms for Salmonella enterica serovar Typhimurium, Listeria monocytogenes and Escherichia coli. Int. J. Food Microbiol., 210: 53-61. Přejít k původnímu zdroji...

Zpět na obsah