بخشی از مقاله
چکیده
محلول کلر یکی از رایج ترین و قدیمی ترین روش های ضدعفونی کردن سبزیجات اماده ی مصرف و سالاد هاست. البته نگرانی های مرتبط با سلامت انسان، جستجو برای یافتن روش های جایگزین را افزایش داده است. دی اکسید کلر یکی ازاین جایگزین ها است و مزیت ان این است که کلرامین و نیتروزامین تولید نمی کند. هیدروزن پراکسید روش شیمیایی دیگری است که غشای سلولی، بیومولکول ها و DNAمیکروارگانیسم ها را اکسید می کند.
اوزون نیز با داشتن قدرت اکسیدکنندگی بالا چنین اثری را از خود نشان می دهد. از مواد ضدمیکروبی طبیعی می توان به اسیدهای الی، عصاره های گیاهی و moهای انتاگونیست اشاره نمود. از روش های فیزیکی نیز می توان پرتودهی، اشعه ی UV و اب الکترولیز را نام برد. اغلب این روش های فیزیکی سبب دی پلاریزاسیون دیواره ی سلولی، تولید رادیکال های ازاد و دناتوره شدن DNA می گردند.
مقدمه:
در سال های اخیر مصرف سبزیجات فراوری شده ی حداقلی - MPV - به خاطر راحتی مصرف ان ها رشد زیادی یافته است. علاوه بر زمان کاهش یافته ی اماده سازی ، هزینه ی حمل و نقل و نگهداری کمتر، MPV را مطلوب و دلخواه کرده است. گرچه phکاهو - - 5.5-6 علاوه بر aw بالای ان و سطوح جدید به وجود امده، شرایط ایده الی را برای رشد میکروبی فراهم می کند که عمر نگهداری را کاهش می دهد. در یک توصیف، فرایند های حداقلی اقدامات نگهداری شدیدی را در خط تولید محصول اعمال نمی کند اما فعالیت های فیزیولوژیک مثل تنفس ادامه می یابد. فرایند حداقلی برای کاهوی iceburg شامل: برداشت، نگهداری سرد، لکه گیری، بریدن و قطعه قطعه کردن، شستشو، خشک کردن، بسته بندی، نگهداری سرد و توزیع است. دمای نگهداری نقش بحرانی را در ایمنی و کیفیت محصول ایفا می کند.
اصلی ترین اقدام الودگی زدایی mpv شستشو است. پارامتر هایی نظیر: زمان، دما و ph بر مواد ضدمیکروبی افزوده شده به اب موثراند. در میان مواد ضدعفونی کننده ای که به اب شستشو اضافه می شود، رایج ترین ان ها کلر است.معمولا کلر در مقادیر 50-200 ppm بر حسب کلر ازاد اضافه می گردد. دی اکسید کلر نیز توسط FDA برای شستشوی سبزیجات پذیرفته شده است. علی رغم فعالیت بالای باکتری کشی و اسپورکشی هیدروژن پراکسید، برای محصولات خردشده ی تازه به علت تاثیر منفی ان در قهوه ای کردن شدید برگ های کاهو، چندان مطلوب نیست. اخیرا سعی می شود اسیدهای الی به عنوان مواد الودگی زدای سبزیجات به کار گرفته شوند. کاربرد ترکیبی کلر و اسیدهای الی، ph محلول کلر را کاهش داده و ان را موثرتر می سازد ولی برای تجهیزات خورنده تر می شود.
در میان روش های فیزیکی، گزارش شده است که اب الکترولیز شده ی اسیدی فعالیت مشابه ای با کلر داشته و نسبت به اوزون موثرتر بوده است. انتظار می رود کاربرد اشعه ی گاما نیز عمر نگهداری mpvرا افزایش دهد. در ارتباط با نور UV اطلاعات محدودی مبنی بر کارامدی این روش در الودگی زدایی کاهو وجود دارد.
-1ضدعفونی کننده های شیمیایی:
:1.1 کلر: فرم رایجی که در صنعت غذا به کار می رود سدیم هیپوکلریت - NaOCl - است.مواد حاصل از واکنش اب و سدیم هیپوکلریت، هیپو کلروس اسید - - HOCl و سدیم هیدروکسیدبوده و محصول تجزیه ی بیشتر هیپوکلروس اسید، یون هیپو کلریت می باشد. گرچه هیپو کلروس اسید از یون هیپوکلریت موثرتر است، اما در شرایط قلیایی که در حضور سود تشدید می گردد، تعادل به سمت یون هیپوکلریت تغییر می یابد. علی رغم این امر که غلظت HOCl با کاهش Ph، افزایش می یابد، اسیدیته ی بالا برای تجهیزات در تماس با مواد غذایی، خورنده می باشد. مقدار تجاری به کار رفته بین 50-200 ppm کلر ازاد با زمان تماس بین 1-10 minیا حتی بیشتر در دماهای سرد می باشد.پارامتر های موثر بر سیستم های شستشو بر پایه ی هیپوکلوریت عبارتند از: دما، Ph محصول، زمان شستشو و مقدار مواد الی موجود.
اگر مقدار موادالی محصول افزایش یابد، کارامدی شستشو کاهش می یابد. هم چنین بار میکروبی اولیه ی کاهو نیز بر ان موثر است. پیشنهاد شده است دلیل اسان تر بودن غیر فعال سازی سلول های تلقیح شده این است که میکروبیوتای - فلور طبیعی - متصل به محصول قوی تر اند. بزرگ ترین نگرانی کلر، شکل گیری ترکیبات جانبی مثل: هالو کتون ها، هالو استیک اسید ها، تری هالو متان ها و تاثیر ان ها بر محیط زیست و سلامتی انسان است. از طرف دیگر اثر اکسید کنندگی قوی کلر، حلال بود در اب، کاربرد اسان و قیمت نسبتا پایین ان ، این ماده را یکی از پرکاربرد ترین ضدعفونی کننده ها ساخته است.
1.2 دی اکسید کلر: دی اکسید کلر - - ClO 2 به عنوان یک ضدعفونی کننده با ایجاد اختلال در سنتز پروتیئن و نفوذ پذیری غشای سلول باکتریایی، سبب کاهش بار میکروبی می گردد. توصیه شده است که تیمار با دی اکسید کلر بایستی با شستشو با اب اشامیدنی دنبال شود. این ماده نسبت به محلول کلر چندین مزیت دارد: یکی از این ها اینست که تحت تاثیر pH قرار نمی گیرد. به علاوه واکنش متقاطع با مواد الی، کاهش می یابد. این ماده کلرامین تولید نکرده و در قیاس با کلر، ارگانو هالوژن های کمتری تولید می شود. هم چنین قدرت اکسید کنندگی ان 2.5برابر کلر است. هر چند ClO2 ناپایدار بوده و باید در محل کار تولید شود. به علاوه در دماهای بالا می تواند منفجر شود و زمانی هم که در معرض نور قرار می گیرد تجزیه می شود. عیب دیگری که برای ان مشاهده شده است، این است که کاربرد 5ppm دی اکسید کلر گازی در مدت 14.5 دقیقه سبب کاهش کیفیت محصول می شود.
1.3 هیدروژن پراکسید: هیدروژن پراکسید توانایی تولید عوامل اکسید کننده ی داخل سلولی - - cytotoxic مانند رادیکال های هیدروکسیل را دارد که غشای سلولی، بیومولکول ها و DNA ی میکرو ارگانیسم ها را اکسید کرده و بنابراین فعالیت باکتری کشی و اسپورکشی دارد.این ماده به عنوان عامل استریل کننده برای سطوح در تماس با مواد غذایی، مواد بسته بندی و ... به کار می رود. مطالعات بسیاری نشان می دهد که H2O2 برای کاهش بار میکروبی برخی محصولات خرد شده ی تازه مانند: جوانه ی شبدر، فلفل، خیار و کلم ، بدون ایجاد تغییرات کیفی موثر است. اما تیمار محصول با فرو بردن در محلول H2O2 منجر به قهوه ای شدن شدید کاهوی خرد شده می گردد.
عمده ترین مزیت هیدروژن پراکسید این است که به اکسیژن و اب تجزیه شده و بقایای خطرناکی بر جای نمی گذارد. هر چند، میزان تجزیه، بر طبق میزان باقی مانده ها به مقدار انزیم کاتالاز - پراکسیداز - محصول بستگی دارد. به عنوان جایگزین H2O2، کارامدی ضد میکروبی پراکسی استیک اسید - مخلوط تعادلی استیک اسید و - H2O2 برای ضد عفونی کردن کاهو، مطالعه شده است. همچنین، گفته شده است که این ماده در کشتن پاتوژن ها نسبت به کلر، با زمان تماس برابر موثرتر بوده است. تاثیر پراکسی استیک اسید اسپری شده - ائروسول شده - بر لیستریا منوسیتوژنز، سالمونلا تیفی موریوم و Ecoli 0157:H7 امتحان شده و نتایج نشان داد که نرخ کاهش لگاریتمی با افزایش زمان از 10 به 30 دقیقه به طور فزاینده ای، افزایش می یابد.
1.4 اوزون - : - O3 اوزون که به طور طبیعی اکسیژن سه اتمی است، پتانسیل اکسیداسیون-احیای قوی دارد که می تواند مواد الاینده را غیر فعال کند. قدرت ضد میکروبی ان مربوط به اکسیداسیون دیواره ی سلولی است و این قدرت حدود 50 درصد قوی تر از کلر است. O3 به اکسیژن تجزیه شده و هیچ محصول جانبی تولید نمی کند.
مطالعات مختلف، انواع روش های متفاوت کاربرد اوزون - حباب دهی،هم زدن، اوزون مایع، اوزون دهی به همراه سونیکا سیون - را برای به حداکثر رساندن کارامدی الودگی زدایی ان ، جستجو کرده اند. در این میان، حباب دهی با اوزون موثرترین روش شناخته شده است. هر چه دما کاهش یابد، حلالیت گازها افزایش می یابد ولذا O3 در دماهای پایین موثرتر است. ترکیب اوزون با نیروهای مکانیکی مثل: حباب دهی و هم زدن با تضعیف اتصال سلول ها، کاهش بیشتر میکروب ها را سبب می شود.
عمده ترین عیب تیمار با اوزون، ایمنی کارکنان است. سیستم های مکفی تهویه ی مطبوع هوا برای جلوگیری از استنشاق اوزون، ضروری است. احتمال تغییر رنگ و کاهش کیفیت عطر و طعم محصول و نیز هزینه ی بالای تولید اوزون از دیگر محدودیت های این ترکیب می باشد.
- 2 مواد ضدمیکروبی طبیعی
2.1 اسید های الی: کاملا مشخص شده است که moهای پاتوژن و فسادزا در pHهای پایین قادر به رشد نیستند. اسید های الی با کاهش pH محلول، خواص ضدمیکروبی دارند. اختلال در توانایی حفظ هومئوستازی pH منجر به اخلال در عبور پذیری غشا و انتقال سوبسترا می شود. اسیدهای الی مانند: سیتریک، تارتاریک، ما لیک، سوربیک، لاکتیک و استیک اسید به عنوان اسیدهای ضعیفی شناخته می شوند که در مقایسه با اسیدهای قوی، اثرات بازدارندگی متفاوتی دارند. ان ها به دلیل لیپوفیلیک بودن، درون سلول را اسیدی کرده و به غشای پلاسمایی نفوذ می کنند.
کاهش pH درون سلولی سبب جلوگیری از گلیکولیز و سیستم انتقال سلولی می گردد. اغلب اسید های الی برای تیمارهای مواد غذایی به عنوان GRAS تایید شده اند ،اگر چه درصد کاربرد ان ها بسته به نوع غذا متفاوت است مطالعاتی وجود دارد که کفایت و کارامدی اسید های الی را برای تیمارهای سبزیجات بررسی می کنند.گزارش شده است که 50 میلی مول فوماریک اسید در دمای اتاق از 200 ppm تیمار کلر موثر تر است.
با این وجود،نویسندگان دیگری،خاطرشان نشان کردند که تیمار با فورماریک اسید،قهوه ای شده کاهو را افزایش می دهد. پیشنهاد شده است که فرو بردن کاهو به مدت 2 دقیقه در محلول 0 .5% سیتریک و لاکتیک اسید، به اندازه ی تیمار با کلر موثر بوده است. با مقایسه ی انجام شده بین مطالعات مختلف،شاید بتوان پیشنهاد کرد که کاهش بار میکروبی گونه های یکسان ممکن است به علت استانه ی تحمل و یژه ی اسید در هر سویه، میان سویه های معین ان گونه، متفاوت باشد.
2.2 عصاره های گیاهی: جنبه ی منفی ضدعفونی کننده های شیمیایی به همراه تقاضای روزافزون برای غذاهای ارگانیک، صنعت غذا را وادار به جستجوی مواد ضدمیکروب جایگزین می کند. در کنار اسیدهای الی، عصاره های گیاهی نیز فعالیت ضدمیکروبی دارند.اثرات بازدارندگی عصاره های مختلف، بسته به mo هدف و نوع ماده ی غذایی متفاوت و مختلف است. اخیرا فعالیت ضدمیکروبی 12 عصاره ی گیاهی مختلف بر ضد سالمونلا تیفی موریوم، Ecoli و لیستریا مونوسیتوژنز بررسی شده است.
در نتیجه کاهش بیش از 2log سالمونلا تیفی موریوم و Ecoli با %5 عصاره ی میخک به مدت 10 دقیقه و کاهش بیش از 3log زمانی که محلول %10 این عصاره به مدت 3 دقیقه به کار رفت، قابل دست یابی بود. همچنین اشاره شد که کیفیت کاهو چندان تحت تاثیر قرار نگرفت. علاوه بر این اثرات کاربرد باسیل متیل کاویکول و روغن های فرار اویشن بر Ecoli و شمارش کلی سلول های زنده بررسی شد و نتایج قابل قبولی به دست امد. استفاده ی ترکیبی از مواد ضدمیکروبی می تواند کاهش بار میکروبی را به واسطه ی اثرات هم افزایی، افزایش دهد.
2.3 کالچر های محافظت کننده: به غیر از اثرات سینرژیستی مواد ضدمیکروبی ترکیب شده، تاثیرات mo های انتاگونیست - رقیب - در جلوگیری از رشد پاتوژن ها مطالعه شده است. گزارش شده است که رشد ائروموناس هیدروفیلا، لیستریا مونوسیتوژنز، سالمونلا تیفی موریوم و استافیلوکوکوس اورئوس توسط سویه های معین باکتری های لاکتیک اسید متوقف می شود. هر چند که، پتانسیل محافظت زیستی چنین کالچر های محافظت کننده ای به تعداد نسبی سلول های انتاگونیست و پاتوژن های موجود بستگی دارد. اغلب این تاثیرات به دلیل تولید باکتروسین ها و مواد جانبی تولید شده مثل: H2O2، دی استیل، اسید های الی و... می باشد.
.3 روش های فیزیکی الودگی زدایی
3.1 پرتودهی: پرتودهی مواد غذایی یعنی قراردادن غذا در معرض پرتو های یونیزه کننده که با تولید رادیکال های ازاد، در پیوند های نوکلیئک اسید اخلال وارد کرده و منجر به اسیب DNA می گردد. اشعه ی گاما بیشترین قدرت نفوذ را دارد. دز های پایین پرتودهی برای الودگی زدایی سبزیجات و به تاخیر انداختن فرایند های فیزیولوژیکی گیاه مناسب است.
مطالعات محدودی الودگی زدایی از کاهو به وسیله ی پرتودهی را بررسی کرده اند. حداکثر حد مجاز ممکن است برای تضمین جمعیت میکروبی پایین کافی نباشد زیرا بخشی از پرتوها درون محصول نفوذ نمی کنند. گرچه سلول رویشی پاتوژن ها و اغلب انگل های غذایی به پرتودهی حساس اند، اما ارزش D10 ویروس ها بیش از 10 برابر انها است. تیمار با پرتودهی نیازمند هزینه ی اولیه ی بالا و مدیریت مستمر شدید می باشد که منجر به قیمت بالاتر این محصولات می گردد.
