مروری تطبیقی ​​بر پرتودهی و پلاسمای سرد برای ضدعفونی مواد غذایی کم‌رطوبت: چالش‌ها و چشم‌انداز آینده

غذاهای کم‌رطوبت (LMFs) به دلیل فعالیت آبی پایین (≤0.85) ماندگاری طولانی‌تری دارند. این غذاها در برابر آلودگی میکروبی آسیب‌پذیر هستند که منجر به بیماری‌های ناشی از غذا و شیوع بیماری می‌شود. روش‌های نگهداری مرسوم به کاهش خطرات میکروبی کمک می‌کنند اما بر کیفیت حسی و تغذیه‌ای LMFs تأثیر منفی می‌گذارند. بنابراین، نیاز فزاینده‌ای به تکنیک‌های پیشرفته نگهداری مانند پرتودهی وجود دارد که بر تضمین ایمنی میکروبی بدون به خطر انداختن کیفیت کلی غذا تمرکز دارند. این بررسی اثرات تابش‌های یونیزه کننده (گاما، اشعه ایکس و پرتو الکترونی)، پلاسمای سرد (CP) و خواص ماتریکس غذا بر کاهش میکروبی و تخریب مایکوتوکسین‌ها را مورد بحث قرار می‌دهد. تابش یونیزه کننده از طریق نفوذ عمیق، اختلال در DNA میکروبی و آسیب اکسیداتیو، اثربخشی بالایی در کاهش میکروبی (کاهش 4-5 log CFU/g) و مایکوتوکسین (60%-80% در 2-5 kGy) نشان می‌دهد. تابش گاما، با نفوذ برتر، در دوزهای ۱ تا ۵ کیلوگری در غذاهای متراکم، به کاهش ۳ تا ۶ لگاریتمی CFU/g از سالمونلا و لیستریا دست می‌یابد. پرتوهای الکترونی، با نفوذ کمتر، در دوزهای بالاتر (۵ تا ۱۰ کیلوگری) مؤثر باقی می‌مانند، با مقادیر بالای D10 که نشان‌دهنده مقاومت ویژه پاتوژن است. در مقابل، CP پتانسیل قابل توجهی برای ضدعفونی سطحی نشان می‌دهد و گونه‌های واکنشی (RS) تولید می‌کند که منجر به غیرفعال‌سازی میکروبی از طریق پراکسیداسیون لیپید و دناتوراسیون پروتئین می‌شود. CP منجر به کاهش ۲ تا ۵ لگاریتمی CFU/g از باکتری‌ها و قارچ‌ها و کاهش ۵۰ تا ۷۰ درصدی مایکوتوکسین‌ها می‌شود. تحقیقات آینده باید تابش را برای استریلیزاسیون کامل LMFها بهینه کرده و CP را برای ضدعفونی سطحی اصلاح کنند. علاوه بر این، پیشرفت طراحی تجهیزات و مقیاس‌بندی هر دو فناوری برای کاربرد صنعتی مؤثر بسیار مهم است و افزایش ایمنی و ماندگاری LMF در این بررسی پوشش داده شده است.

Low-moisture foods (LMFs) have an extended shelf life due to their low water activity (≤ 0.85). These foods remain vulnerable to microbial contamination leading to foodborne illnesses and outbreaks. Conventional preservation methods help reduce microbial risks but negatively impact the sensory and nutritional quality of LMFs. Therefore, there is a growing need for advanced preservation techniques like irradiation, focusing on ensuring microbial safety without compromising overall food quality. This review discusses the effects of ionizing irradiations (gamma, x-ray, and e-beam), cold plasma (CP), and food matrix properties on microbial reduction and mycotoxin degradation. Ionizing irradiation demonstrates high efficacy in microbial (4–5 log CFU/g reductions) and mycotoxin reduction (60%–80% at 2–5 kGy) through deep penetration, microbial DNA disruption, and oxidative damage. Gamma irradiation, with superior penetration, achieves 3–6 log CFU/g reductions of Salmonella and Listeria at 1–5 kGy in dense foods. E-beams, with lower penetration, remain effective at higher doses (5–10 kGy), with high D10 values suggesting pathogen-specific resistance. In contrast, CP shows considerable potential for surface decontamination and generates reactive species (RS) leading to microbial inactivation via lipid peroxidation and protein denaturation. CP results in 2–5 log CFU/g reductions of bacteria and fungi and 50%–70% mycotoxin reduction. Future research should optimize irradiation for complete sterilization of LMFs and refine CP for surface decontamination. Additionally, advancing equipment design and scaling both technologies are crucial for effective industrial application, and enhancing LMF safety and shelf life are covered in this review.