بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به اهمیت استفاده از روش های جدید در فرآوری و نگهداری مواد غذایی و نقش این روشها در غیرفعالسازی و حذف میکروارگانیسم های بیماری زا و عوامل فساد مواد غذایی و همچنین متوقف شدن فعالیت آنزیم های تجزیه کننده، بدون استفاده از فرآیندهای حرارتی و تولید محصولات غذایی پایدار همراه با حفظ خواص مطلوب محصول از لحاظ بافت و طعم مطلوب تر و مواد مغذی غنی تر، لذا هدف مقاله حاضر بررسی روشهای نوین فراوری و نگهداری مواد غذایی به همراه مزایا و معایب آنها می باشند.
در این روش-ها انرژی که برای تولید حرارت در تیمارهای حرارتی مورد استفاده قرار می گیرد، به کار برده نمی شود بنابراین در مقایسه با روشهای مرسوم به انرژی کمتری نیازمند هستند و دمای ماده غذایی فرآوری شده توسط روشهای نوین، کمتر از دماهایی است که به طور متداول در فرآیندهای حرارتی استفاده میشود، لذا کاهش کیفیتی که در نتیجه استفاده از دماهای بالا به وجود میآید، در این نوع مواد غذایی به حداقل میرسد . بنابراین سطح کیفیت و ایمنی مواد غذایی بهبود مییابد. که این موارد اهمیت به کار بردن هر چه بیشتر این روشها را برای فرآوری و نگهداری مواد غذایی آشکار تر می سازد.
مقدمه
این روزها فناوری در تمام زندگی شهری و حتی روستایی ما ریشه دوانیده است، بخصوص در زمینه صنایع غذایی فناوری های جدید پیشرفت های قابل توجهی در زمینه فرآوری و بسته بندی نشان داده اند که به این ترتیب می توانیم یک نوع ماده غذایی را مدتها حتی دور از شرایط ویژه ، سالم نگه داریم ، اما با توجه به اثرات بیماری زای مواد نگهدارنده اقبال عمومی به سمت موادغذایی خشک شده افزایش یافته است. مواد غذائی را میتوان با استفاده از روشهای حرارتی و غیرحرارتی نگهداری کرد . - 2 ,1 -
فرآیندهای حرارتی علاوه بر غیرفعال کردن میکروارگانیسمها، بر کیفیت مواد غذائی نیز تأثیر میگذارد. فرایندهای غیر حرارتی، به علت غیرفعال کردن میکروارگانیسمها و آنزیمها و همچنین تولید محصولاتی با کیفیت بالا اهمیت خاصی در صنایع غذائی پیدا کرده اند . - 3 - پژوهش های بسیار زیادی در مورد روشهای غیرحرارتی نگهداری مواد غذایی به منظور بررسی امکان استفاده از آنها به عنوان یک روش جایگزین و یا مکمل روش های مرسوم انجام شده است.به طور معمول اکثر مواد غذایی به کمک حرارت با قرار گرفتن در دامنه حرارتی 60-100 درجه سانتیگراد به مدت چند ثانیه تا چند دقیقه فرآوری میشوند.در طول زمان فرآیند حرارتی مقدار زیادی انرژی به ماده غذایی منتقل می شود.
- 6-4 - این انرژی ممکن است واکنشهای ناخواسته ای در ماده غذایی به وجود آورد و سبب ایجاد تغییرات نامطلوب یا تشکیل ترکیبات جانبی شود. انتظار می رود که ویتامینها، مواد مغذی ضروری و مواد مولد طعم در حین فرآیندهای غیر حرارتی بدون تغییر باقی مانده یا حداقل تغییرات را متحمل شوند. علاوه بر ماندگاری، کیفیت غذا نیز از نظر مصرف کننده اهمیت دارد و سبب پیدایش روش های غیر حرارتی نگهداری مواد غذایی شده است.
به منظور حذف - یا به حداقل رساندن - عوامل کاهش دهنده کیفیت مواد غذایی که از فرآیندهای حرارتی ناشی می شوند، استفاده از روش های غیر حرارتی نگهداری مواد غذایی در حال گسترش است. دمای ماده غذایی در طول فرآیند غیر حرارتی کمتر از دماهایی است که به طور متداول در فرآیند حرارتی استفاده می شوند. بنابراین کاهش کیفیتی که در نتیجه استفاده از دماهای بالا به وجود می آید ، در فرآیندهای غیر حرارتی به حداقل می رسد. علاوه بر این فرآیندهای غیر حرارتی در مقایسه با فرآیندهای حرارتی به انرژی کمتری نیاز دارند . - 8 ,7 - تکنولوژی های غیر حرارتی فرایند مواد غذایی شامل: فشار هیدرواستاتیک بالا، میدان الکتریکی پالسی با شدت جریان زیاد، تشعشع و تکنولوژی هردل میباشند که در ادامه مهمترین این روشها به همراه کاربرد آنها را مورد بررسی قرار میهیم . - 11-9 -
فشار هیدرواستاتیک بالا - HHP - 1
فشار هیدرواستاتیک بالا یا پاسکالیزاسیون ، یکی از مهمترین تکنولوژیهای کنونی میباشد که در آن مواد غذایی با هدف از بین بردن میکروارگانیسم-های پاتوژن و همچنین غیرفعال کردن آنزیمهایی که باعث تغییرات نامطلوب میشوند و افزایش کیفیت،در معرض فشار بالا - معمولاً بین 100 تا 1000 مگاپاسکال - قرار میگیرند . - 12 - سابقه استفاده از فشار بالا به قرن نوزدهم برمیگردد. در سال Hite1899 ، به طور موفقیت آمیزی از فشارهای هیدرواستاتیک بالا برای بهبود و حفظ کیفیت شیر استفاده نمود. بنابراین کاربرد این فرآیند در کنترل میکروارگانیسمها و نگهداری مواد غذایی تاریخچهای طولانی دارد . - 14 ,13 -
از اوایل دهه 1990 حدود ده ماده غذایی فرآوری شده به روشHHP ، شامل پوره میوهها، مرباها، آبمیوهها و کیکها به صورت تجاری در ژاپن تولید میشود. در این روش غذا در معرض فشاری در حدود 400-9000 اتمسفر قرار گرفته و در نتیجه آن میکروب ها و برخی آنزیم ها غیر فعال میشوند. همین عوامل منجر به ماندگاری غذا میگردد. در فشار بالا جوانه زنی اسپورها شدت یافته و در صورتیکه فشار بالا توام با درجه حرارت بالا به کار برده شود، دمای بالا موجب غیر فعال شدن اسپورهای جوانه زده میشود. خصوصیات حسی و بافتی مواد غذایی را میتوان با اعمال فشار بالا بهبود بخشید.
مثل ترد کردن گوشت گاو قبل از جمود نعشی، ژلهایی شدن، تولید پورهی مربا و ژله از توت فرنگی و تولید مارمالاد از پرتقال. عملکرد یکنواخت در تمام محصول، بهبود خواص تغذیهای در محصولات فرآوری شده همراه با پارامترهای کیفی بهتر، بی تأثیر بودن اندازه نمونهها بر روی زمان فرآیند و همچنین بهبود خواص کاربردی نظیر بافت، امولسیفیه شدن، کف کردن و خواص شکل دهی، از مزایای عمده این تکنولوژی نسبت به دیگر روشهای فرآیند و نگهداری است . - 3 - برای فرآوری در فشار بالا از فشارهای بالای هیدرواستاتیک استفاده میشود.از محدودیت های این روش ساخت لولهها و اتصالاتی است که قدرت تحمل فشارهای بالادر حین فراین و حذف فشار را داشته باشند - . - 17-15
میدان الکتریکی پالسی - PEF - 2
میدان الکتریکی پالسی فرایندی است که با بکارگیری پالسهای با ولتاژ بالا در دامنه 20 تا 80 کیلو وات بر سانتی متر در مواد غذایی صورت میگیرد. زمان عملیات کمتر از یک ثانیه میباشد. این فرایند میتواند میزان میکروارگانیسم هایی که باعث تغییرات نامطلوب در خصوصیات حسی غذا می گردد را کاهش دهد. از میدان الکتریکی با پالسهای کوتاه و مقیاس زمانی بین میکروثانیه و میلی ثانیه جهت سالم سازی مواد غذایی مایع استفاده می شود. در این روش ماده غذایی ممکن است تحت شرایط محیطی و یا دماهای پایین - سرد شده - فرآوری گردد. جهت به حداقل رسیدن فرآیند حرارتی در روش استفاده از میدانهای الکتریکی پالسی، ماده غذایی در زمانی کوتاه و با صرف انرژی کم فرآوری می گردد . - 18 -
سیستم فرآوری در میدانهای الکتریکی پالسی قوی از اجزای مختلفی تشکیل شده اند که عبارتند از: منبع انرژی، خازن ذخیره سازی، کلید، محفظه واکنش، پروب ولتاژ، پروب جریان برق، پروب درجه حرارت و نیز تجهیزات بسته بندی اسپتیک. جهت شارژ نمودن خازن از یک منبع انرژی استفاده می شود. وظیفه کلید نیز تخلیه انرژی ذخیره شده در خازن به ماده غذایی موجود در محفظه واکنش است. سیستم کلید ممکن است ایجاد جرقه و اشتعال جیوه، جرقه گاز، ویا آهنربا باشد.
در این روش ممکن است ماده غذایی در یک محفظه ثابت قرار گیرد ویا از طریق یک سیستم مداوم به داخل محفظه پمپ گردد. محفظه های ثابت برای مطالعه اولیه در سطح آزمایشگاهی مناسب هستند، ولی در مقیاس پایلوت و یا تولید صنعتی استفاده از منبع مداوم توصیه می شود. قدرت میدان الکتریکی، ولتاژ و شدت جریان نیز به کمک سیستم نمایش نوسانات اندازه گیری می شوند. در مرحله بعد ماده غذایی فرآیند شده در ظروف کوچک و یا به میزان انبوه در ظروف بزرگتر به روش اسپتیک بسته بندی می گردد. جهت افزایش زمان نگهداری توصیه می شود ماده غذایی فرآیند شده در درجه حرارتهای سرد نگهداری شود.
در فرآوری مواد غذایی به کمک میدانهای مغناطیسی ممکن است حرارت نیز تولید شود . - 19 - معمولا در داخل سیستم وسیله ای جهت خنک کردن محفظه واکنش تعبیه شده است. یکی از اجزای مهم و پیچیده این سیستم، محفظه واکنش است. تا به حال انواع مختلفی از محفظه های ثابت و مداوم طراحی شده اند. این روش در افزایش زمان نگهداری و کیفیت محصولات مایع مانند آب پرتقال، شیر پس چرخ، آب سیب، تخم مرغ مایع و همچنین سس پنیر وسالسا موثر عمل می کند.
بخاطر فوایدی که PEF به عنوان یک فرایند غیر حرارتی از خود نشان داده است، فراوردههایی نظیر عصاره میوه جات ،شیر و تخم مرغ مایع ، تحت تحقیقات زیادی در مقیاسهای صنعتی قرار گرفته اند .تازگی طعم، استفاده از انرژی بسیار پایین و ماندگاری بالا، برخی از مهمترین فواید این تیماربه شمار میروند .همچنین خواص فیزیکی، شیمیایی و رئولوژیک برخی از محصولات نیز حفظ می شود. بطور کلی خواص ارگانولپتیکی غذاها به وسیله PEF هیچ تغییری نمی کنند و مواد غذایی تیمار شده توسط PEF نظیر سوپ خامه، نخودسبز و تخم مرغ مایع توسط پانلیست ها نسبت به نمونه های تجاری ترجیح داده می شوند . - 21 ,20 -
تشعشع3
درتحقیقاتی که درمورد روشهای جدید نگهداری مواد غذایی صورت گرفته است، محققان توجه خاصی به امکان استفاده از اشعه هایی با فرکانس های مختلف - از جریان الکتریکی با فرکانس پایین تا تشعشعات گاما با فرکانس بالا - داشته اند . - 10 ,1 - بیشتر این تحقیقات درمورد اشعه ماوارءبنفش ، تشعشعات یونیزه وگرم کردن با مایکروویو بوده است. معمولا طیف کامل نور را به دو گروه تقسیم می کنند که هر کدام دریک طرف نور مرئی قرار می گیرند.
یک دسته شامل امواج رادیویی تا اشعه مادون قرمز است که فرکانس پایین، طول موج بلند و انرژی کوانتو می کمی دارند. این تشعشعات با گرم کردن ماده غذایی ، میکروارگانیسم ها را ازبین می برند. دسته دوم شامل اشعه هایی است که فرکانس بالا طول موج کوتاه و انرژی کوانتومی زیادی دارند و بدون گرم کردن ماده غذایی سبب تخریب میکروارگانیسم ها بدون استفاده از حرارتهای بالا تحت عنوان استریلیزاسیون سرد معروف است - . - 23 ,22 تشعشعات مورد استفاده درصنایع غذایی - دارای طول موج کوتاه - به دو گروه تقسیم می شوند.
دسته اول شامل تشعشعاتی با فرکانس پایین تر وانرژی کمتر است مانند بخش ماوراء بنفش که مقدار انرژی آن به اندازه ای است که فقط می تواند ملکولها را تحریک کند. این ناحیه طیف درصنایع غذایی استفاده شده وبا عنوان اشعه ماوراء بنفش نامیده می شود . دسته دوم تشعشعاتی با فرکانسهای بالاتر هستند که مقدار انرژی زیادی دارند و قادراند ملکولها را به یونها تجزیه نمایند واز این رو تشعشعات یونیزه نامیده می شوند . - 22 -
