مقاله روش های صنعتی مهار قهوه ای شدن آنزیمی میوه و سبزی برش خورده ی تازه

بخشی از مقاله

چکیده:

امروزه تقاضا برای مصرف میوه وسبزی برش خورده ی تازه در سراسر جهان از روند رو به رشدی برخوردار می باشد. یکی از دلایل آن، افزایش آگاهی های مردم از پارامترهای مربوط به کیفیت و خصوصیات میکروبیولوژیکی این محصولات است. علاوه بر این مصرف کنندگان، محصولات برش خورده ی تازه را بیشتر به دلیل راحتی مصرف، تازگی، خواص تغذیه ای و تجربه ی مصرف خریداری می کنند. آشکار شدن ارتباط مصرف میوه و سبزی تازه با کاهش خطر ابتلاء به بیماری های مزمن، به روند این افزایش کمک کرده است.

محصولات برش خورده ی تازه موجب کاهش ضایعات و اتلاف محصول در سطح مصرف خانگی می شوند و این امکان را برای مصرف کننده فراهم می کنند که کیفیت محصول را پیش از خرید ارزیابی کرده و به میزان مورد نیاز خریداری کند.ذباید توجه داشت که کیفیت و ارزش تغذیه ای محصولات برش خورده ی تازه به دلیل آسیب بافتی ایجاد شده در حین فرآیند و فساد میکروبی کاهش می یابد.

یکی از مهمترین مشکلات صنعت تولید محصولات برش خورده ی تازه قهوه ای شدن آنزیمی قطعات برش خورده است. قهوه ای شدن آنزیمی علاوه بر کاهش ارزش تغذیه ای و جذابیت ظاهری محصول، موجب متضرر شدن اقتصادی تولید کننده نیز می شود. مقاله ی حاضر پس از بررسی مکانیسم قهوه ای شدن آنزیمی به روش های موثر برای مهار این واکنش در صنعت می پردازد.

کلمات کلیدی: میوه و سبزی برش خورده ی تازه، قهوه ای شدن آنزیمی، ترکیبات فنلی، مهار قهوه ای شدن آنزیمی

مقدمه:

مطابق تعریف سازمان غذا و کشاورزی ایالات متحده1 محصولات برش خورده ی تازه2، به محصولاتی گفته می شود که پس از جداسازی قسمتهای غیر قابل مصرف به قطعات کوچکترآماده برای مصرف برش خورده و بسته بندی می شوند. در این محصولات عطر و طعم، تازگی و ارزش تغذیه ای محصول حفظ می گردد - . - 7محصولات برش خورده ی تازه به نام های دیگری مانند محصولات با حداقل فرآیند انجام شده3، محصولات از قبل برش خورده4و محصولات آماده برای مصرف5 نیز نامیده می شوند - 9و. - 17

صنعت تولید محصول میوه و سبزی برش خورده به دلیل تمایل مصرف کنندگان به مصرف غذاهای سالم و مناسب برای بهبود سلامتی انسان به طور پیوسته در حال رشد است. از دلایل این رشد می توان به موارد زیر اشاره داشت.

-1امکان تهیه ی غذای سالم را برای مصرف کننده 2 -صرفه جویی در زمان آماده سازی مواد غذایی -3 فقدان زباله و مواد زائد تولید شده

-4 کاهش ضایعات و مدیریت بهتر آنها نسبت به توزیع محصولات به صورت فله ای -5 حمل و نقل آسانتر -6 کاهش هزینه ی کار در فروشگاه

باید توجه داشت که یکی از مهمترین مشکلات صنعت تولید محصولات برش خورده ی تازه قهوه ای شدن آنزیمی قطعات برش خورده است. قهوه ای شدن آنزیمی علاوه بر کاهش ارزش تغذیه ای و جذابیت ظاهری محصول، موجب متضرر شدن اقتصادی تولید کننده نیز می شود - 4و. - 6

- 1 اثرات سلامتی بخش میوه و سبزی تازه بر سلامتی انسان:

میوه وسبزی تازه منابع ارزشمندی از انواع ویتامین ها، مواد معدنی، فیبر رژیمی و سایر ترکیبات زیست فعالی است که بر روی سلامتی انسان اثر گذارند. در این میان ویتامین های A، E و C بیشترین توجه را به خود معطوف کرده اند و توجه زیادی به اثرات آنتی اکسیدانی آنها شده است - . - 18 باید توجه داشت که آسیب اکسیداتیو به مولکول های زیستی موجب شروع سرطان، تشکیل آب مروارید می شود و بیماری های التهابی و چند اختلال عصبی ایجاد می کند.

سیستم دفاع آنتی اکسیدانی از تشکیل رادیکال های مخرب جلوگیری کرده یا اینکه رادیکال های آزاد را قبل از وقوع آسیب حذف می کند ویا آسیب وارد شده را خنثی می کند - . - 18

رژیم غذایی غنی از میوه و سبزی می تواند خطر ابتلاء به بیماری های قلبی و عروقی، فشار خون بالا، سرطان و اختلالات گوارشی را کاهش دهد. سازمان ها یی مانند سازمان بهداشت جهانی WHO6، سازمان غذا و کشاورزی ایالات متحده FAO7 ، دپارتمان کشاورزی ایالات متحدهUSDA8 ، برای کاهش خطر سرطان و بیماری های قلبی و عروقی ، افزایش مصرف میوه و سبزی را توصیه کرده اند - . - 18

آشکار شدن ارتباط مصرف میوه وسبزی تازه با کاهش خطر ابتلا به بیماری های مزمن، به روند افزایش تقاضا برای محصولات برش خورده ی تازه کمک کرده است . - 9 - بازار یابی و فروش محصولات برش خورده ی تازه به دلیل ماندگاری پایین و تجزیه ی سریع ترکیباتشان در اثر آسیب بافتی ایجاد شده در حین فرآیند وفساد میکروبی محدود می شود - . - 7 همانطور که قبلأ ذکر گردید یکی از مهمترین مشکلات صنعت تولید محصولات برش خورده ی تازه قهوه ای شدن آنزیمی قطعات برش خورده است.

- 2 قهوه ای شدن آنزیمی قهوه ای شدن آنزیمی یک واکنش رنگی گسترده در میوه ها و سبزی هایی مانند سیب، گلابی، هلو، موز، کاهو، سیب زمینی و کنگر فرنگی است. وقتی که میوه و سبزی در معرض آسیب بافتی مانند کوبیدگی، برش، پوست گیری، بیماری یا هر شرایط غیر طبیعی دیگری قرار می گیرد؛ سطحی از محصول که در معرض هوا قرار دارد، قهوه ای می شود.

قهوه ای شدن بافت میوه و سبزی برش خورده ی تازه عامل اصلی کاهش کیفیت و ماندگاری این محصولات به شمار می آید و به شدت بر روی تصمیم خرید مصرف کننده اثر منفی دارد - 6 و . - 12 قهوه ای شدن آنزیمی علاوه بر کاهش کیفیت ظاهری محصول، برخی خصوصیات حسی محصول از جمله عطر و طعم و بافت را تحت تأثیر قرار داده و موجب کاهش ارزش تغذیه ای محصول می شود.

قهوه ای شدن آنزیمی میوه و سبزی برش خورده ی تازه موجب متضرر شدن اقتصادی تولید کننده نیز می شود. اگر قهوه ای شدن در ابتدای دوره ی نگهداری محصول رخ دهد به دلیل افزایش هزینه های فرآیند، بسته بندی و نگهداری محصول، زیان افزایش می یابد - 6 و . - 12

باید توجه داشت که قهوه ای شدن آنزیمی اثر مثبتی بر گسترش رنگ وطعم برخی مواد غذایی از جمله چای، قهوه و کاکائو دارد - 6 و . - 12 - 3 مکانیسم واکنش های قهوه ای شدن آنزیمی:

بافت زنده ی میوه و سبزی برش خورده ی تازه در حین فرآیند دچار آسیب می شود. در سلول گیاهی ، ترکیبات فنلی وآنزیم ها به طور طبیعی از هم جدا هستند. هنگامی که سلول گیاهی بر اثر برش آسیب می بیند آنزیم های پلی فنل اکسیداز - PPO - 9 یا - و - پراکسیداز اکسیداز - POD - 10 می باشد و سوبسترای فنلی در تماس با هم قرار گرفته و در نتیجه قهوه ای شدن آنزیمی تسریع می شود - 15 و - 12

در طی واکنش های آنزیمی، سوبستراهای فنلی به ترکیبات کینونی اکسید می شوند و از پلیمریزاسیون بعدی کینون ها، رنگدانه های قهوه ای یا سیاهرنگ ملانین تشکیل می گردد - . - 12 درک مکانیسم قهوه ای شدن آنزیمی و کنترل آن از مرحله ی برداشت تا مصرف محصول موجب به حداقل رسانیدن اتلاف محصول شده و ضرر اقتصادی به تولید کننده را کاهش داده و موجب افزایش سود آوری تولید کنندگان محصولات برش خورده ی تازه می شود - . - 12

- 4کنترل واکنش های قهوه ای شدن آنزیمی:

تا کنون از تکنیک ها و روشهای مختلفی برای کنترل واکنش های قهوه ای شدن آنزیمی میوه و سبزی برش خورده ی تازه استفاده شده است. مبنای تئوریکی تمامی این واکنش ها حذف یک یا چند عامل ضروری در واکنش های قهوه ای شدن آنزیمی است. برای بروز واکنش های قهوه ای شدن آنزیمی حضور اکسیژن، آنزیم و سوبسترا ضروری است . - 6 -

قهوه ای شدن آنزیمی را می توان به کمک روش های شیمیایی، فیزیکی و ترکیبی کنترل کرد - . - 5 -

1-4 خروج اکسیژن:

به دلیل اینکه قهوه ای شدن آنزیمی میوه و سبزی برش خورده یک واکنش اکسیداتیو است. حذف اکسیژن می تواند ماندگاری این محصولات را افزایش دهد - . - 12 - 1-1-4 غوطه ور کردن محصول در آب:  ساده ترین روش کنترل واکنش های قهوه ای شدن آنزیمی غوطه ور کردن محصول پوست گیری شده در آب است. این روش به طور صنعتی برای تولید سیب زمینی خلال شده وچیپس سیب زمینی به کار می رود - . - 12

- 2-1-4 استفاده از اتمسفر اصلاح شده : - MAP -

روش جدید تر برای حذف اکسیژن استفاده از اتمسفر اصلاح شده - MAP - است. این روش میزان قهوه ای شدن را در سطوح برش خورده کاهش می دهد. استفاده از اتمسفر اصلاح شده برای میوه وسبزی برش خورده ی تازه علاوه بر اینکه موجب کاهش اکسیژن مورد نیاز برای واکنش های قهوه ای شدن آنزیمی می شود؛ شدت تنفس را نیز در محصولات کلایماتریک کاهش می دهد و شروع تولید اتیلن را به تأخیر می اندازند . - 12 -

- 3-1-4 فیلم ها و پوشش های خوراکی:

فیلم ها و پوشش های خوراکی نیز می توانند از دست دادن رطوبت محصول را به تأخیر انداخته و مانعی برای اکسیژن باشند وآزاد شدن ترکیبات مهار ×کننده ی قهوه ای را در سطح بافت برش خورده کنترل کنند. فیلم های خوراکی ممکن است در ترکیب با سایر روش ها ، مانند استفاده از دمای پایین و بسته بندی مناسب موجب کنترل قهوه ای شدن آنزیمی میوه و سبزی برش خورده ی تازه شوند . - 6 -

- 2-4× نگه داری محصول فرآیند شده در دمای پایین:

به منظور حفظ کیفیت و کاهش میزان - شدت - قهوه ای شدن میوه و سبزی برش خورده، محصولات فرآیند شده در دماهای پایین و دمای یخچال نگه داری وتوزیع می شود. استفاده از دمای پایین میزان فعالیت آنزیم های کاتالیز کننده ی قهوه ای شدن را کاهش داده و موجب کنترل شدت بروز واکنش های قهوه ای شدن آنزیمی می شوند. واکنش های قهوه ای شدن آنزیمی برابر 2 است وهر10درجه کاهش دما،سرعت واکنش رابه نصف کاهش می دهد - . - 6

بررسی ها نشان داده اند که افزایش دمای نگه داری موجب افزایش سرعت تنفس محصول می شود. یکی از عوامل مؤثر بر افزایش سرعت تنفس محصول،افزایش سرعت واکنش های مربوط به تنفس سلولی است. باید توجه داشت که در جریان فرآیند تنفس گرما تولید می شود که حرارت تولید شده خود نیز عاملی برای تشدید تنفس و واکنش های آنزیمی است 2 - و - 4 -

3-4 استفاده از شوک حرارتی:

تیمار حرارتی یک روش مناسب و غیر شیمیایی بهبود کیفیت پس از برداشت بسیاری از محصولات کشاورزی است. یک شوک حرارتی کوتاه - به طور مثال 90 ثانیه در 45 درجه ی سانتیگراد - فعالیت ناشی از افزایش فعالیت آنزیم - ]11 - PALیکی از آنزیم های شرکت کننده در متابولیسم ترکیبات فنولی که موجب افزایش ترکیبات فنولی و قهوه ای شدن بافت می شود[ را مختل کرده و تجمع ترکیبات فنلی و قهوه ای شدن بافت را کاهش می دهد - . - 13

یکی دیگر از مزایای استفاده از شوک حرارتی در صنعت ،آبگیری محصول برش خورده ی تازه به دلیل کاهش ویسکوزیته ی آب در دماهای بالاتراست.در این صورت حذف آب از محصول به نیروی سانتریفوژی کمتری نیاز داشته و سریع تر انجام می شود.