هدف از مطالعه حاضر بررسی انجمادزدایی گوشت گوساله به کمک پلاسمای تخلیه سد دی الکتریک و شبیه سازی فرآیند پلاسما به عنوان یک روش جدید و نوآورانه است. بخش اول این مطالعه به تیمار نمونه های گوشت گوساله منجمد با پلاسمای تخلیه سد دی الکتریک اتمسفری جهت انجماد زدایی اختصاص یافت که در آن نمونه ها بین دو الکترود دستگاه که به فاصله 17 میلی متر از هم قرار گرفته بودند جای گذاری شدند و نمونه های گوشت در سه ضخامت 5، 10 و 15 میلی متر در ولتاژهای 16، 18 و 20 کیلوولت انجمادزدایی شدند. در بخش دوم، ضمن تغییر شرایط اتمسفری به آرگون، اثرات ولتاژهای 8، 9 و 10 کیلوولت و ضخامت های 5، 10 و 15 میلی متر بر قابلیت انجمادزدایی و ویژگی های فیزیکوشیمیایی گوشت مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر این انجمادزدایی با پلاسما با روش های متداول انجمادزدایی در هوا و با کمک ماکروویو مقایسه شد. نتایج نشان داد استفاده از پلاسمای تخلیه سد دی الکتریک اتمسفری مدت زمان انجمادزدایی را در هر سه ضخامت 5، 10 و 15 میلی متر به طور میانگین به میزان 63 درصد در ولتاژ 16 کیلوولت، 80 درصد در ولتاژ 18 کیلوولت و 88 درصد در ولتاژ 20 کیلوولت نسبت به هوای آزاد و همچنین استفاده از پلاسمای تخلیه سد دی الکتریک آرگونی نیز بطور متوسط در هر سه ضخامت مدت زمان انجمادزدایی را به میزان 65 درصد در ولتاژ 8 کیلوولت، 81 درصد در ولتاژ 9 کیلوولت و 87 درصد در ولتاژ 10 کیلوولت نسبت به هوای آزاد کاهش داد. مصرف انرژی در این روش بسیار پایین بوده بطوریکه استفاده از روش پلاسمای تخلیه سد دی الکتریک اتمسفری با در نظر گرفتن حداکثر ولتاژ، مصرف انرژی را در مقایسه با روش های معمول همچون مایکروویو و در ضخامت های 5، 10 و 15 میلی متر به ترتیب 95%، 94% و85% کم کرد و در پلاسمای تخلیه سد دی الکتریک آرگونی نیز این مقادیر 92%، 93% و 87% کاهش یافت. بیشترین میزان افت وزن ناشی از افت عصاره مربوط به انجمادزدایی نمونه ها با هوای آزاد بوده وکمترین میزان افت وزن ناشی از افت عصاره در انجماد زدایی با پلاسمای تخلیه سد دی الکتریک اتمسفری در20 کیلوولت مشاهده شد. بیشترین میزان افت پخت مربوط به نمونه انجمادزدایی شده با هوای آزاد وکمترین میزان افت پخت مربوط به انجمادزدایی با پلاسمای تخلیه سد دی الکتریک اتمسفری در20 کیلوولت بود. انجمادزدایی با پلاسمای تخلیه سد دی الکتریک اتمسفری با ولتاژ 20 و 18 کیلوولت بیشترین ظرفیت نگهداری آب نسبت به سایر تیمارها را داشت. با افزایش ولتاژ در پلاسمای تخلیه سد دی الکتریک اتمسفری در ضخامت های 5 و 10 میلی متر سفتی بافت افزایش یافته و در ضخامت 15 میلی متر این روند ابتدا افزایش و سپس کاهش پیدا کرد. رشد میکروبی در نمونه های تحت پلاسمای تخلیه سد دی الکتریک اتمسفری و آرگونی نسبت به نمونه های انجمادزدایی شده با مایکروویو و هوای آزاد و همچنین نمونه تازه تقریبا نزدیک به صفر بود. حلالیت پروتئین با افزایش ولتاژ در نمونه های پلاسمای تخلیه سد دی الکتریک اتمسفری و آرگونی افزایش یافت، اما با افزایش ضخامت، حلالیت پروتئین های میوفیبریلی کاهش پیدا کرد. شدت اکسیداسیون چربی در نمونه های انجماد زدایی شده تحت فرآیند پلاسمای تخلیه سد دی الکتریک اتمسفری و آرگونی در ولتاژهای مختلف و ضخامت های مختلف نسبت به روش های متداول کمتر بود. همچنین بین نمونه های پلاسمای تخلیه سد دی الکتریک آرگونی در مقایسه با اتمسفری افزایش میزان اکسیداسیون قابل مشاهده است که می تواند ناشی از تشدید حالت پلاسمایی در اثر استفاده از گاز آرگون و تولید گونه های فعال بیشتر در سطح باشد. همچنین نتایج حاصل از شبیه سازی ضمن تایید نتایج تجربی حاکی از این بود که فناوری پلاسما با انتقال انرژی توسط یون ها در برخورد با سطح گوشت، انتقال انرژی توسط الکترون های پر انرژی، تابش فوتون های پر انرژی، گرمایش توسط برهمکنش گاز پلاسما با سطح و واکنش گونه های فعال و رادیکال های تولید شده با سطح و انتقال انرژی موجب انجماد زدایی نمونه های گوشت منجمد می شود.
کلمات کلیدی:پلاسما، سد دی الکتریک ، الکترود، ولتاژ، مصرف انرژی، الکترون های پر انرژی