In this thesis, we report the various aspects of fabricating a Cold Atmospheric Plasma system, which can be used for Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition. The greatest advantage of this system is its vacuum free operation, which provides a cost e effctive alternative over conventional high vacuum systems. We have designed a reactor geometry for such a plasma system, in which, the contamination due to ambient air is kept at a minimum value using a low flow of Ar (500 sccm). Towards this end, we have modeled and simulated the flow pattern of Ar gas entering the reactor geometry and have studied its e effectiveness in removing air from the plasma zone. We have fabricated such a geometry and studied the contamination at different flow rates of Ar by observing the plasma optical emission. Further, the aspect of lamentation in atmospheric pressure plasma has been studied and we have identified a few process parameters which can convert a filamentary discharge to a diffused glow. Subsequently, a complete system was developed, including an in-house built high voltage power supply, to generate a plasma with low contamination and less number of laments. We have also carried out plasma diagnostics, specifically to estimate the Electron Energy Distribution Function (EEDF) of the plasma, by analysing the radiation emitted from an Ar plasma, acquired using an Optical Emission Spectroscope. The peaks in the spectrum were curve flatted with Voigt pro les and their widths and intensities were mapped to the electron number density and the EEDF of the plasma, using the mathematical models for Stark broadening and Corona population respectively. An optimization routine based on Nelder-Mead simplex algorithm was run to estimate the optimal values of these plasma parameters that produced a good match between the simulated spectrum and the experimentally acquired one. This analysis estimated that the value of electron number density in our plasma was in the range 0:82 1017 cm 3 to 3:56 1017 cm 3 and the electron temperature was in the range 0.36 eV -0.39 eV . It also predicted that the EEDF closely approximated a Maxwellian distribution. As a proof of concept, the fabricated reactor was used to deposit thin films of Polyacetylene over microscopic cover glass slides by polymerizing Acetylene gas in the cold plasma. Deposition rates as high as 1 m=min, were obtained during thin lm deposition of the polymer. The polymeric structure of the lm was studied using NMR and FT-IR. XPS measurement revealed 5% O2 inclusion in the samples. XRD showed no distinguishable peak, indicating the amorphous state of the films. The surface morphology investigated using SEM revealed highly porous broid kind of structures, which appeared to be agglomeration of particles with sizes in the order of few micrometers. P-type Polyacetylene lms were fabricated by doping them with 5.3% by atomic concentration of I2 vapours. The UV-Visible spectroscopy study revealed a bandgap of 2.05 eV for undoped and 1.49 eV for the doped Polyacetylene samples. The lms exhibited an increase in conductivity by two orders of magnitude; from 3:6 10 13 1cm 1 to 3:5 10 11 1cm 1 for un-doped and doped Polyacetylene samples respectively.

Experimental studies into the use of cold atmospheric plasmas for inactivating foodborne pathogens are presented in this thesis. Eliminating the possibility that treatment delivered by a plasma to a population or assemblage of micro-organisms is unevenly distributed is an essential pre-requisite to attempting to interpret inactivation kinetics with a view to elucidating mechanisms of inactivation. A filtration method of depositing cells evenly on the surface of a membrane without cell stacking was developed and used throughout the work described here. Two atmospheric plasma systems were evaluated and each brought about microbial inactivation in a distinct way. A pulsed radio frequency plasma jet operated at 3.47 MHz caused gross morphological changes to L. innocua whereas a low frequency air mesh plasma system operated at a frequency of 24 kHz led to the inactivation of these bacteria without inducing observable structural changes. Changing the operating parameters of the plasma jet system had a significant effect on the composition of the reactive plasma species generated as revealed by changes to the mode of inactivation of bacteria. In addition to inactivating bacteria, the pulsed plasma jet was shown to be highly effective in degrading and removing amyloid aggregates from the surface of mica coupons. Amyloids have widely been used as a non-infectious model for prions, and the results obtained here show potential for the application of gas plasma technology for removing prions from abiotic surfaces in medical and other applications. It has widely been assumed that bacterial envelopes are the principal sites at which reactive plasma species bring about damage to cells. However, changing the composition of the bacterial membranes of E. coli and Listeria innocua by cultivating them at widely different temperatures to induce changes proved not to result in enhanced inactivation. Flow cytometry was also used to provide additional insights into possible mechanisms of inactivation. The following fluorescent dyes were used either singly or in combination; SYTO 13, DiBAC4(3), cFDA and PI. The results obtained with the dyes DiBAC4(3) and PI showed that Gram positive bacteria became depolarised prior to the bacterial membrane becoming compromised, possibly suggesting that the inactivating plasma species are affecting membrane proteins responsible for maintaining the bacterial charge. Differences between the fluorescent dye staining of Gram negative and Gram positive species were obtained using SYTO13 and PI demonstrating that the different membrane structures affect their interaction with the plasma. In additional studies, the air mesh plasma was used to treat multi-drug resistant strains of Methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA) in an attempt to reverse antibiotic resistance. MRSA PM 64 was shown to reverse its antibiotic resistance to Oxacillin, Kanamycin and Trimethoprim. Culturing the bacteria in a nutrient limited media led to increased resistance towards plasma treatment and maintenance of their high levels of antibiotic resistance.

Non-thermal plasma has a lot of ways for using in nowadays medicine. It presents many useful actions like charged particles, UV light, electric field, radicals, excited atoms and molecules. That complicated chemistry directs to uncountable synergistic interaction between cold plasma and biological systems, involve cells and tissues. This thesis is about effects of cold plasma to wound healing. Two different microwave plasma systems were used for the presented study. The first one was argon plasma torch generated by surface wave using the quartz capillary, the second one was plasma torch with reverse vortex argon flow. Diagnostics of plasma jet by optical emission spectroscopy shown the presence of active particles, which are responsible for a lot of impact of plasma treatment. Concentrations of active particles generated by plasma are dependent on conditions of plasma generation like power of generator and gas flow. For visual evidence of effects on skin caused by active particles was created simulation of skin tissue. Interaction between plasma jet and artificial skin tissue shown that UV light and temperature are not responsible for all observed effects which are noticed after plasma treatment. Some part of experiments was realized in collaboration with Medical University of Sofia in Bulgaria. The theory of positive effect to wound healing was supported by experiments based on treating artificially created wounds on laboratory mice by cold plasma. It was proved, that process of wound healing is significantly shorter after using plasma treatment in comparison with normal wound healing. Plasma treating of wound for 10 seconds in two consequent days seems like more effectively than application of plasma only one day. This Thesis was carried out as a part of international project PLASMABORDER that was supported by European commission under cohesion funds; programme INTEREG SK-CZ under contract No. 304011P709.

La cicatrisation et la régénération sont les deux processus de réparation observés dans le règne animal. Toutefois, les mammifères ne sont susceptibles de réparer une blessure que par la constitution d'une cicatrice qui ne restitue point la structure et les propriétés du tissu initial. Dans un contexte de brûlure profonde, la cicatrisation, le plus souvent excessive, peut retentir négativement sur la vie de l'individu. A cette aune, nous nous somme proposé de mettre au point des thérapies innovantes, dans un modèle murin de brûlure, dans le but de réduire ou de réorienter une réaction cicatricielle anormale. La première stratégie était une thérapie cellulaire basée sur l'utilisation des cellules stromales mésenchymateuses du tissu adipeux. Bien que les études effectuées aient révélé des aptitudes immunomodulatrices encourageantes, l'utilisation de ces cellules n'a pas apporté de résultats probants pour prétendre combattre la cicatrisation excessive de notre modèle. La seconde stratégie s'appuyait sur les enseignements tirés de la première approche et de la régénération animale. Les brûlures ont été traitées par des jets de plasma froid à pression atmosphérique. La prise en charge des lésions par ce nouvel outil entraina singulièrement une diminution de la zone cicatricielle. Les expériences montrèrent que le plasma circonscrivit la cicatrisation par l'atténuation de l'inflammation et du dépôt matriciel subséquent ; il en résulta une fibrose dermique quasi-inexistante, l'émergence de follicules pileux en régénération et une récupération de l'hypoderme. En conclusion, le plasma froid améliore significativement la cicatrisation des brûlures profondes. / Scarring and regeneration are both repair processes observed in the animal kingdom, even though mammals always heal by a scar tissue formation that never restitute the initial tissue structure and properties. Burns healing can become abnormal and may subsequently affect the person's daily life. Considering pathological healings, we developed innovative regenerative medicine strategies to reduce or redirect the wound healing process towards a better issue in a mouse model of skin burn. First, we performed a cell therapy based on the administration of adipose mesenchymal stromal cells. Although the experiments showed promising immunomodulatory abilities, such cells failed to provide convincing results in our model of excessive burn healing. The second intent was designed after findings from the first approach and knowledge from regenerative models. Deep skin burns were treated by cold atmospheric plasma. We found that plasma-treated lesions were repaired by a considerably diminished scar. Experiments showed that the plasma treatment resulted in almost inexistent fibrosis through a reduction of inflammation and matrix deposition, emergence of regeneration follicles regeneration and a better restitution of hypodermis. In conclusion, cold atmospheric plasma significantly improves healing when applied on skin burns.

No description available.

<p>Основни задатак ове докторске дисертације је био да се испита утицај третмана хладном атмосферском плазмом на квалитет и безбедност пшеничног брашна.<br />Прва фаза истраживања спроведених у овој докторској дисертацији била је усмерена на поређење SRC методе (Solvent Retention Capacity) са емпиријским методама на узорцима пасажних брашна. Метода је показала изузетно добру моћ описивања врло различитих својстава пасажних брашна. Поређењем параметара SRC методе са реолошким показатељима квалитета уочена је подела SRC параметара у две групе. Прву групу чинили су параметари способност задржавања раствора млечне киселине и индекс перформанси глутена (SRCLa и GPI) осетљиви на снагу теста, а другу групу параметри способност задржавања раствора натријум карбоната, односно, шећера те способност задржавања воде (SRCSo, SRCSu и SRCw) осетљиви на хидртатациона својства брашна. Обрадом резултата кроз мултиваријантну анализу, одређене су корелације, односно, односи између параметара SRC методе и реолошких параметара. На бази параметара SRC методе развијени су модели применом методе парцијалне регресије најмањих квадрта (PLSR) са високим вредностима коефицијента детерминације, R2 = 0,93 за фаринографску моћ упијања воде (FWA) и R2 = 0,92 за енергију те вишеструких одговора R2 = 0,89.<br />Друга фаза истраживања у оквиру дисертације била је усмерена на сагледавање утицаја различитих услова третмана хладном атмосферском плазмом (време, растојање, степен искоришћености заклона) на показатеље квалитета брашна кроз примену SRC методе, садржаја слободних сулфхидрилних група, ултраљубичасте и инфрацрвене спектроскопије, реолошких анализа на реометру и глутопику, те вредности глутен индекса и саджај влажног глутена. Електрична карактеризација извора плазме указала је да је укупна површина електроде хомогено прекривена плазмом при RMS вредности напона и јачине струје од 2400 V и 0,1 A. Коришћењем OES мерења (Optical Emission Spectroscopy) потврђено је постојање реактивних врста хладне плазме. Оптичке емисије су забележене у секундарној позитивној траци N2, првој позитивној траци N2, линије OH (A-X) опсега побуђених OH радикала као и линије из прве негативне траке молекулског јона азота. Мерења су указала и на низак интензитет побуђених стања атомског кисеоника. Сви посматрани показатељи квалитета су се мењали са условима третмана хладном атмосферском плазмом. Дуже време третмана пшеничног брашна довело је до повећање модула еластичности G&rsquo;, SRCSu и SRCw параметра. Вредности влажног глутена и глутен индекса (WG и GI) варирале су у уском интервалу, док су вредности садржај слободних сулфхидрилних група SRCLa и GPI параметара опадале. Како је SRC методе исказала добру способност да прати промене на брашну узроковане третманом хладном атмосферском на бази параметара SRC методе уз примену методологије одзивне површине спроведен је поступак моделовања и оптимизације третмана. Развијени модели свих SRC параметара су указали на значајне услове третмана и одликовали су се високим вредностима R&sup2; SRCLa (0,92), SRCSu (0,84), SRCSo (0,75), SRCw (0,91) и GPI (0,92). Aнализа секундарних структура указала је да третман доводи до увећања удела &alpha;-хеликс секундарне структуре те до смањења удела &beta; равни као и &beta;-окрет + &beta; равни.<br />У трећој фази докторске дисертације, посматран је утицај два правца оптимизације третмана хладне атмосферске плазме на показатење квалитета три групе производа (пшенични хлеб, мешани хлеб од целог зрна и хлеб са мекињама). Циљ првог правца је био минимизација SRCLa и максимизација SRCSu параметара а другог максимизација и SRCLa и SRCSu параметара. Утицај третмана хладном атмосферском плазмом, оба правца оптимизације, на показатеље квалитета све три групе производа посматран је кроз анализу физичких и сензорских параметара квалитета хлеба. Одређивањем физичких показатеља квалитета утврђено је да третман брашна хладном атмосферском плазмом доводи до промена пецивних својстава пшеничног брашна. Третмани су утицали на текстуру као и боју узорака хлеба. Краће време третмана имало повољнији ефекат на ток колоидних процеса током замеса, те и запремину готових производа. Сензорска анализа показала је да супститција 10% брашна третираним при овом третману позитивно утиче на запремину, изглед средине, укус и мирис свих врста хлеба. Резултати указују да је у зависности и од услова третамана, начина примене (количине), али и од квалитета брашна које се супституише третираним брашном, пожељно спровођење оптиизације третмана у складу са наменом брашна.<br />У четвртој фази спроведено је испитивања могућег утицаја третмана хладном атмосферском плазмом на безбедност брашна, односно, производе од брашна. Испитивана је могућност редукције Alternaria токсина у матриксу пшеничног брашна и утицај услова третмана (време и растојање). Испитивања су била фокусирана на три Alternaria токсина: алтернариол (AOH), алтернариол монометил етар (AME) и тентоксин (TEN). Одређени су степени редукције три Alternaria токсина, у &bdquo;спајкованим&ldquo; узорцима пшеничног брашна у зависности од услова третмана. Потом је извршено моделовање третмана применом методологије одзивних површина и одређен значај услова третмана на степен редукције испитиваних Alternaria токсина. Оптимизација је извршена прорачуном стандардне оцене, те је спроведено тестирање оптималног третмана на природно контаминираним узорцима млинских производа од пшенице. Резултати су показали да је могуће постићи значајан степен разградље свих испитиваних Alternaria токсина при релативно кратким временима (180 ѕ) третмана како у &bdquo;спајкованим&ldquo; тако и у природно контаминираним узорцима. Најбољи резултати редукције Alternaria токсина добијени су третманом узорка постављеним на растојању од 6 mm од извора хладне атмосферске плазме, са трајањем третмана од 180 ѕ, при чему је остварен степен редукције од 60,6% за AOH, 73,8% за АМЕ и 54,5% за TEN. Степен редукције испитиваних Alternaria токсина у природно контаминираним узорцима зависио је и од почетних концентрација Alternaria токсина.<br />Сва истраживања проведена у изради ове докторске дисертације указују да се третман пшеничног брашна хладном атмосферском плазмом може користити за модификацију технолошког квалитета, али и унапређење безбедности пшеничног брашна те је потребно наставити истраживања у овим правцима.</p> / <p>Osnovni zadatak ove doktorske disertacije je bio da se ispita uticaj tretmana hladnom atmosferskom plazmom na kvalitet i bezbednost pšeničnog brašna.<br />Prva faza istraživanja sprovedenih u ovoj doktorskoj disertaciji bila je usmerena na poređenje SRC metode (Solvent Retention Capacity) sa empirijskim metodama na uzorcima pasažnih brašna. Metoda je pokazala izuzetno dobru moć opisivanja vrlo različitih svojstava pasažnih brašna. Poređenjem parametara SRC metode sa reološkim pokazateljima kvaliteta uočena je podela SRC parametara u dve grupe. Prvu grupu činili su parametari sposobnost zadržavanja rastvora mlečne kiseline i indeks performansi glutena (SRCLa i GPI) osetljivi na snagu testa, a drugu grupu parametri sposobnost zadržavanja rastvora natrijum karbonata, odnosno, šećera te sposobnost zadržavanja vode (SRCSo, SRCSu i SRCw) osetljivi na hidrtataciona svojstva brašna. Obradom rezultata kroz multivarijantnu analizu, određene su korelacije, odnosno, odnosi između parametara SRC metode i reoloških parametara. Na bazi parametara SRC metode razvijeni su modeli primenom metode parcijalne regresije najmanjih kvadrta (PLSR) sa visokim vrednostima koeficijenta determinacije, R2 = 0,93 za farinografsku moć upijanja vode (FWA) i R2 = 0,92 za energiju te višestrukih odgovora R2 = 0,89.<br />Druga faza istraživanja u okviru disertacije bila je usmerena na sagledavanje uticaja različitih uslova tretmana hladnom atmosferskom plazmom (vreme, rastojanje, stepen iskorišćenosti zaklona) na pokazatelje kvaliteta brašna kroz primenu SRC metode, sadržaja slobodnih sulfhidrilnih grupa, ultraljubičaste i infracrvene spektroskopije, reoloških analiza na reometru i glutopiku, te vrednosti gluten indeksa i sadžaj vlažnog glutena. Električna karakterizacija izvora plazme ukazala je da je ukupna površina elektrode homogeno prekrivena plazmom pri RMS vrednosti napona i jačine struje od 2400 V i 0,1 A. Korišćenjem OES merenja (Optical Emission Spectroscopy) potvrđeno je postojanje reaktivnih vrsta hladne plazme. Optičke emisije su zabeležene u sekundarnoj pozitivnoj traci N2, prvoj pozitivnoj traci N2, linije OH (A-X) opsega pobuđenih OH radikala kao i linije iz prve negativne trake molekulskog jona azota. Merenja su ukazala i na nizak intenzitet pobuđenih stanja atomskog kiseonika. Svi posmatrani pokazatelji kvaliteta su se menjali sa uslovima tretmana hladnom atmosferskom plazmom. Duže vreme tretmana pšeničnog brašna dovelo je do povećanje modula elastičnosti G&rsquo;, SRCSu i SRCw parametra. Vrednosti vlažnog glutena i gluten indeksa (WG i GI) varirale su u uskom intervalu, dok su vrednosti sadržaj slobodnih sulfhidrilnih grupa SRCLa i GPI parametara opadale. Kako je SRC metode iskazala dobru sposobnost da prati promene na brašnu uzrokovane tretmanom hladnom atmosferskom na bazi parametara SRC metode uz primenu metodologije odzivne površine sproveden je postupak modelovanja i optimizacije tretmana. Razvijeni modeli svih SRC parametara su ukazali na značajne uslove tretmana i odlikovali su se visokim vrednostima R&sup2; SRCLa (0,92), SRCSu (0,84), SRCSo (0,75), SRCw (0,91) i GPI (0,92). Analiza sekundarnih struktura ukazala je da tretman dovodi do uvećanja udela &alpha;-heliks sekundarne strukture te do smanjenja udela &beta; ravni kao i &beta;-okret + &beta; ravni.<br />U trećoj fazi doktorske disertacije, posmatran je uticaj dva pravca optimizacije tretmana hladne atmosferske plazme na pokazatenje kvaliteta tri grupe proizvoda (pšenični hleb, mešani hleb od celog zrna i hleb sa mekinjama). Cilj prvog pravca je bio minimizacija SRCLa i maksimizacija SRCSu parametara a drugog maksimizacija i SRCLa i SRCSu parametara. Uticaj tretmana hladnom atmosferskom plazmom, oba pravca optimizacije, na pokazatelje kvaliteta sve tri grupe proizvoda posmatran je kroz analizu fizičkih i senzorskih parametara kvaliteta hleba. Određivanjem fizičkih pokazatelja kvaliteta utvrđeno je da tretman brašna hladnom atmosferskom plazmom dovodi do promena pecivnih svojstava pšeničnog brašna. Tretmani su uticali na teksturu kao i boju uzoraka hleba. Kraće vreme tretmana imalo povoljniji efekat na tok koloidnih procesa tokom zamesa, te i zapreminu gotovih proizvoda. Senzorska analiza pokazala je da supstitcija 10% brašna tretiranim pri ovom tretmanu pozitivno utiče na zapreminu, izgled sredine, ukus i miris svih vrsta hleba. Rezultati ukazuju da je u zavisnosti i od uslova tretamana, načina primene (količine), ali i od kvaliteta brašna koje se supstituiše tretiranim brašnom, poželjno sprovođenje optiizacije tretmana u skladu sa namenom brašna.<br />U četvrtoj fazi sprovedeno je ispitivanja mogućeg uticaja tretmana hladnom atmosferskom plazmom na bezbednost brašna, odnosno, proizvode od brašna. Ispitivana je mogućnost redukcije Alternaria toksina u matriksu pšeničnog brašna i uticaj uslova tretmana (vreme i rastojanje). Ispitivanja su bila fokusirana na tri Alternaria toksina: alternariol (AOH), alternariol monometil etar (AME) i tentoksin (TEN). Određeni su stepeni redukcije tri Alternaria toksina, u &bdquo;spajkovanim&ldquo; uzorcima pšeničnog brašna u zavisnosti od uslova tretmana. Potom je izvršeno modelovanje tretmana primenom metodologije odzivnih površina i određen značaj uslova tretmana na stepen redukcije ispitivanih Alternaria toksina. Optimizacija je izvršena proračunom standardne ocene, te je sprovedeno testiranje optimalnog tretmana na prirodno kontaminiranim uzorcima mlinskih proizvoda od pšenice. Rezultati su pokazali da je moguće postići značajan stepen razgradlje svih ispitivanih Alternaria toksina pri relativno kratkim vremenima (180 ѕ) tretmana kako u &bdquo;spajkovanim&ldquo; tako i u prirodno kontaminiranim uzorcima. Najbolji rezultati redukcije Alternaria toksina dobijeni su tretmanom uzorka postavljenim na rastojanju od 6 mm od izvora hladne atmosferske plazme, sa trajanjem tretmana od 180 ѕ, pri čemu je ostvaren stepen redukcije od 60,6% za AOH, 73,8% za AME i 54,5% za TEN. Stepen redukcije ispitivanih Alternaria toksina u prirodno kontaminiranim uzorcima zavisio je i od početnih koncentracija Alternaria toksina.<br />Sva istraživanja provedena u izradi ove doktorske disertacije ukazuju da se tretman pšeničnog brašna hladnom atmosferskom plazmom može koristiti za modifikaciju tehnološkog kvaliteta, ali i unapređenje bezbednosti pšeničnog brašna te je potrebno nastaviti istraživanja u ovim pravcima.</p> / <p>The main aim of this doctoral dissertation was to examine the impact of cold atmospheric plasma treatment on the quality and safety of wheat flour.<br />The first phase of research conducted in this doctoral dissertation was aimed at comparing the SRC method with empirical rheological methods on samples of wheat flour mill streams. The method showed good power to describe very different properties of wheat flour mill streams. By comparing the parameters of the Solvent Retention Capacity method (SRC) with empirical rheological parameters, the division of SRC parameters into two groups is noticed. The first group of SRC, lactic acid and glutenin performance index (SRCLa and GPI) is sensitive to the dough strengths, and the second group, SRC of sodium carbonate, sucrose and water (SRCSо, SRCSu and SRCw) is sensitive to flour hydration potential. Through multivariate analysis, the relationships between the parameters of the SRC method and the rheological parameters were determined. Based on the experimental data of the SRC parameters, models were developed with partial least squares regression (PLSR) to predict the most important rheological parameters. PLSR models with high values of coefficient of determination, R2 = 0.93 for farinographic water absorption (FWA) and R2 = 0.92 for energy and model with multiple responses R2 = 0.89 were developed.<br />In the second phase of the research, the influence of different conditions of cold atmospheric plasma treatment (time, distance, degree of cover utilization) on flour quality indicators determined by the SRC method, as well as the content of free sulfhydryl groups, wet gluten, gluten index, rheological properties and ultraviolet and infrared spectra were analyzed. The electrical characterization of the plasma source indicates that the electrodes are homogeneously covered with plasma at the RMS voltage of 2400 V and current of 0.1 A. Optical emission spectroscopy shows the most intense emission lines are in the N2 second positive system band, as expected for the atmospheric air plasma. Relatively lower intensities of peaks associated with atomic oxygen (triplet at 777 nm) are due to the involvement of O in the creation of O3, and quenching by N2 and O2 molecules. All observed parameters changed with the conditions of cold atmospheric plasma treatment. The prolonged treatment time of wheat flour leads to an increase in the modulus of elasticity G&rsquo;, SRCSu and SRCw parameter. The values of the wet gluten (WG) and gluten index (GI) parameters vary in a narrow interval and the content of free sulfhydryl groups and SRCL and GPI parameters show a decreasing trend. As the SRC method showed a good ability to monitor changes in flour caused by atmospheric cold plasma treatment. Based on the parameters of the SRC method, with the application of the response surface methodology, the procedure of modeling and optimization of the treatment was performed. Developed models of all SRC parameters indicated significant treatment conditions and were characterized by high values of R&sup2; SRCL (0.92), SRCSu (0.84), SRCSo (0.75), SRCw (0.91) and GPI (0, 92) respectively. Analysis of secondary structures indicated that the treatment leads to an increase in the proportion of &alpha;-helix secondary structure and to a decrease in the proportion of &beta;-plane as well as &beta;-turn + &beta;-sheet.<br />In the third phase, the influence of two directions of optimization of cold atmospheric plasma treatment on the quality indicators of three groups of products (wheat bread, whole grain bread and bread with bran) was observed. The aim of the first optimization was to minimize SRCL and maximize SRCSu parameters and of the second to maximize both SRCLa and SRCSu parameters. The influence of cold atmospheric plasma treatment, of both directions of optimization, on the quality indicators of all three groups of products, was analyzed through the analysis of volume, physical and sensory properties of bread. Results indicate that the treatment of flour with cold atmospheric plasma leads to changes in all baking properties of wheat flour. Treatments affect texture parameters as well as color parameters. Shorter treatment time had a more favorable effect on the course of colloidal processes during mixing and the volume of finished products. Sensory analysis showed that the substitution of 10% flour with flour treated with Shorter treatment time has a positive effect on the volume, appearance of the crumb, taste and smell of bread. The results indicate that the optimization of flour treatment should be carried out according to the appropriate purpose, quantity as well as the quality of the flour which is substituted by the treated flour.<br />In the fourth phase, investigations of the impact of cold atmospheric plasma treatment on the safety of flour were conducted. The possibility of reduction of Alternaria toxins in the wheat flour matrix and the influence of treatment conditions (time and distance) were investigated. The examinations were focused on three Alternaria toxins: alternariol (AOH), alternariol monomethyl ether (AME), and tentoxin (TEN). The extent of reduction of three Alternaria toxins were determined in &quot;spiked&quot; samples of wheat flour depending on the treatment conditions. The modeling of the treatment was performed by applying the response surfaces methodology and the significance of the treatment conditions on the extent of the reduction rate of the Alternaria toxins were determined. The optimization was performed by calculating the standard scores and testing of the optimal treatment was performed on naturally contaminated samples of wheat mill products. The results showed that it is possible to achieve a significant degree of reduction of all tested Alternaria toxins with relatively short treatment times (180 s) in both &quot;spiked&quot; and naturally contaminated samples. The best results of the reduction of all three Alternaria toxins were obtained for treatment with a sample placed at a distance of 6 mm, with a treatment time of 180 s. Under these treatments, a reduction of 60.6%, 73.8% and 54.5%, for AOH, AME and TEN, respectively, was achieved. Results also showed that the extent of the reduction of Alternaria toxins in naturally contaminated samples also depended on the initial Alternaria toxins concentrations.<br />All research indicates that the treatment of wheat flour with cold atmospheric plasma can be successfully used to modify the technological quality but also to improve the safety of wheat flour and it is justified to continue further research.</p>