لأول مرة في روسيا، اقترح فريق بحثي متعدد التخصصات من قسمي الأغذية والتكنولوجيا الحيوية وتكنولوجيا المعلومات البصرية في جامعة جنوب الأورال الحكومية نظامًا لتطهير محاصيل الحبوب باستخدام مزيج هجين من البلازما الباردة الجوية والأشعة فوق البنفسجية. وعلى عكس المعالجة الكيميائية، تُعد هذه الطريقة صديقة للبيئة، وتحافظ على القيمة الغذائية الطبيعية للحبوب، وتثبط نمو الكائنات الدقيقة، وتطيل مدة صلاحيتها.
يظل الحفاظ على الموارد الغذائية ذا أهمية بالغة في ظل تغير المناخ العالمي، وسيضمن البحث عن مناهج مبتكرة استدامة القطاع الزراعي على المستويين الإقليمي والفيدرالي. في الوقت الراهن، وفي ظل ظروف تغير المناخ الحالية، يفقد جزء كبير من الحبوب المحصودة جودتها وسلامتها خلال مراحل الحصاد والتخزين، وتصبح المواد الخام الملوثة بالعفن الخطير غير صالحة للاستخدام، إذ يمكن أن تُسبب مشاكل خطيرة في سلاسل الإمداد الغذائي للمستهلكين المحتملين.
نظراً لأهمية جودة الحبوب، يجب أن تستوفي أي طريقة تعقيم متطلبات السلامة البيئية، وأن تكون مجدية اقتصادياً، وألا تسبب تُغيير في الخصائص التكنولوجية والفسيولوجية للحبوب نفسها. وقد تمثلت الصعوبات الرئيسية في تحديد معايير التأثير نظراً لتعدد جوانب المعايير المختارة لتقييم النتائج النهائية.
طوّر علماء من قسم الأغذية والتكنولوجيا الحيوية أساليب بحثية ومجموعة من التجارب المخبرية لضمان فعالية طريقة التعقيم، مع مراعاة تباين معايير إدخال كتلة الحبوب. ووفقاً لإيرينا بوتوروكو، المديرة العلمية للمشروع، فإن المنشأة التجريبية التي تم إنشاؤها تُتيح فرصة فريدة لتوسيع نطاق مهام هذا العام في تقليل خطر وجود أشكال مُقنّعة من نواتج الأيض الثانوية للعفن المُنتج للسموم وغيرها من الأنواع السامة في ميكروبيوم الحبوب، وذلك من خلال التأثير المُدمج للبلازما الباردة الجوية والأشعة فوق البنفسجية. وقد حدد العلماء معايير معالجة مُثلى تُحقق أفضل نتائج التعقيم.
«قال أرتيوم ليفي، الأستاذ المشارك في قسم المعلوماتية الضوئية بجامعة جنوب الأورال الحكومية: لقد استكشفنا عدة خيارات لمعالجة المواد الخام، بما في ذلك تجارب باستخدام حزم إلكترونية عالية التيار ومنخفضة الطاقة. قضت هذه المعالجات على العفن تمامًا، لكنها قللت أيضًا من الفوائد الصحية الطبيعية للحبوب، لأن الحزم الإلكترونية مصدر طاقة حجمي وتخترق الحبوب بعمق. أما البلازما الباردة الجوية فهي مصدر طاقة سطحي، وقد أثبتت أنها آمنة وفعالة بنسبة 100%، إذ تعالج سطح الحبوب فقط، وتحافظ على خصائصها وجودتها الطبيعية».
تُعدّ الطريقة المقترحة لتطهير الحبوب الخام مجدية اقتصاديًا، وآمنة بيئيًا، وتتيح إطالة فترة صلاحية المنتج المُعالَج مع الحفاظ على خصائصه الفيزيولوجية. ويشير العلماء إلى إمكانية استخدام كميات الحبوب غير الصالحة للاستهلاك البشري كعلف للنباتات أو في الزراعة بعد تطهيرها.
«كما أوضح أرتيوم ليفي قائلًا: مبدأ تشغيل النظام بسيط نسبيًا. إذ يتم توليد البلازما الباردة بواسطة تفريغ كورونا سالب بجهد نبضي قدره 10 كيلوفولت وتردد 100 هرتز. ويعمل الهواء الجوي كمادة مُكوِّنة للبلازما في الظروف العادية، بزمن معالجة يتراوح بين 20 و30 ثانية تقريبًا، مما يجعل هذه الطريقة مجدية اقتصاديًا».
يتميز الجهاز بسهولة التوسع والتكيف مع احتياجات الإنتاج في المؤسسة. وبحسب حجم سير النقل، يمكن للنظام معالجة ما بين 10 و500 كيلوغرام من الحبوب في الساعة. ووفقًا للباحثين، تتراوح فترة استرداد تكلفة الجهاز بين 6 و8 أشهر تقريبًا، وذلك تبعًا لكمية الحبوب المُعالَجة.
تناول علماء من تشيليابينسك مشكلة استخدام طرق غير حرارية لتطهير محاصيل الحبوب، وذلك في إطار تنفيذ منحة مؤسسة العلوم الروسية الإقليمية رقم 20028-16-24.