مقاله روش های نوین مورد استفاده جهت کاهش اثرات نامطلوب اشعه بر کیفیت گوشت

بخشی از مقاله

پرتودهی با اشعه گاما به عنوان روشی برای نگهداری گوشت ، بهبود کیفیت ،کاهش یا حذف میکروارگانیسم ها و حفظ محتویات آن به کار گرفته می شود و اگر چه روشی بسیار کارآمد است اما تاثیرات نامطلوبی را برجای می گذارد که از آن جمله می توان به ایجاد بو، طعم نامطبوع، رنگ نامناسب، ترکیبات نامطلوب و از بین رفتن ویتامین ها اشاره نمود. این اثرات نا مطلوب را می توان به وسیله ی روش هایی خاص کاهش داد که از آن جمله می توان به مواردی همچون بهینه سازی گوشت قبل از پرتودهی، اضافه کردن آنتی اکسیدان ها، استفاده از اتمسفر اصلاح شده، جایگزینی با گازهای بی اثر مثل نیتروژن و بهبود انبار پس از پرتودهی اشاره کرد. هدف از این مطالعه شرح روش های جدید مورد استفاده جهت کاهش اثرات نامطلوب اشعه می باشد که در صورت استفاده از این راهکارها تمایل مصرف کننده به خرید غذاهای اشعه دیده حتی با قیمت بالاتر افزایش خواهد یافت.

کلمات کلیدی:" اشعه"، گوشت"، اثرات نامطلوب

مقدمه:

اعمال مختلفی را می توان برای افزایش طول عمر نگهداری گوشت واز بین بردن باکتری های بیماری زا انجام داد. در سال 1981، استفاده از عمل پرتودهی برای نگهداری غذا به وسیله کمیته الحاقی WHO/IAEA/FAO روی بی خطر بودن وسلامتی غذاهای پرتوداده شده آزمایش شد این کمیته بیان کرد که اشعه دهی در دوزهای زیر 10KGy هیچ مشکل غذایی خاصی را ایجاد نمی کند. اخیرا 26 کشور از این فرآیند در مقیاس تجاری استفاده می کنند - Stevenson,1994 - . اشعه دهی به غذا در حالی که کیفیت و سلامت غذا را تا حدودی حفظ می کند می تواند در کاهش یا حذف پاتوژن ها یا میکروارگانیسم های عامل فساد مؤثر باشد و راهی مطمئن برای از بین بردن آن ها در مواد غذایی است در این روش که از اشعه گاما استفاده می شود روی گوشت تازه می تواند طول عمر نگهداری گوشت را افزایش دهد و میزبان را در برابر باکتری های بیماری زا حفظ کند.

اغلب کار روی پرتودهی گوشت در غلظت های استریل انجام شده بود،از طرفی دیگر آزمایشات انجام شده بر روی دوز راداپرتیزاسیون - radappertization - - - <10KGy - غلظت های به کار برده شده برای کاربرد تجاری- اثبات کردند که اثرات تغذیه ای متفاوت با روش های دیگر نگهداری می شوند نیستند. علی رغم فواید پرتودهی، اشعه دهی به گوشت تازه حتی در دوز های پایین می تواند منجر به ایجاد بو، طعم غیر طبیعی، رنگ نامناسب، ایجاد ترکیبات نامطلوب و از بین رفتن ویتامین ها شود. هنگامی که لیپید، پروتئین و یا ویتامین در معرض پرتودهی قرار می گیرند حساسیت بالایی وجود دارد و فرآورده های رادیولیتیکی ایجاد شده باعث اکسیداسیون میوگلوبین و چربی می شوند که این اکسیداسیون باعث تغییر رنگ، ترشیدگی یا ایجاد ترکیبات با مزه و بوی غیر طبیعی می شوند که در ادامه به توضیح اجمالی برخی از این اثرات می پردازیم:

اثر بر لیپید ها: پرتوهای یون زا باعث رادیولیز آبی که در گوشت وجود دارد می شوند، این مسأله رادیکال های آزاد مثل OH- و H+ و الکترون هیدراته تولید می کند واکنش های شیمیایی با اجزای اصلی غذا صورت می گیرد. مطالعات نشان داده اند که مقدار محصولات رادیولیز بستگی به مقدار چربی و ترکیبات آن و همچنین عملکرد دما در طول پرتودهی ودوز پرتو دارد. کاهش اسید های چرب غیر اشباع بعد از عمل پرتودهی به دلیل واپاشی اکسیداتیو است. در حضور اکسیژن، اسیدهای چرب با چند پیوند دوگانه دست خوش اکسیداسیون خودبه خودی می شود. اکسیداسیون خود به خودی فرآیند مهمی است که می تواند به وسیله ی رادیکال های آزاد متنوعی از منابع مختلف شامل اشعه های یونیزه کننده شروع شود. این فرآیندها در دو مرحله اتفاق می افتد و به دنبال تولید فسفولیپیدهای اکسید شده از لیپید های خنثی آغاز می شوند. -

اثر بر پروتئین ها: تخریب پروتئین ها به وسیله ی پرتوهای یون زا شامل حذف گروه های آمینی - که باعث تولید پیروییک اسید می شود - و دکربوکسیلاسیون - که باعث تولید اتیل آمین و استالدهید می شود - است. این فرآیند باعث کاهش باندهای دی سولفیدی، اکسید شدن گروه های سولفیدریل، شکستن پیوندهای پپتیدی وتغییر بار و ظرفیت یون ها در یون های فلزی آنزیم ها می شود - - Delincee,1983,PP.129-146 بیشتر محصولاتی که طی واکنش های رادیولیز پروتئین ها تولید می شود شامل گروه کربونیل، آمونیا، آمینو اسید آزاد، پراکسید هیدروژن و پر اکسید های آلی است.

اثر بر ویتامین ها: گوشت منبع بزرگی برای کمپلکس ویتامین های B است که قابل حل در آب می باشند. مقدار ویتامین های محلول در چربی آن نیز به طور زیادی تحت تأثیر چربی گوشت می باشد. گوشت محتوای حدود 1میکروگرم ویتامین A به ازاء هر گرم از چربی، اندکی آسکوربیک اسید و مقادیر ناچیزی از ویتامین های D,E,K می باشد. - - Schweigert 1987 در نمونه ای از رادیولیز ویتامین ها در محیط کشت حاوی ویتامین ، انواعی از واکنش های رادیکال آزاد ممکن است انجام شود. ویتامین های قابل حل در چربی در معرض رادیکال های آزاد تولید شده طی پرتوافکنی مستقیم لیپید ها و ویتامین های محلول در آب در معرض رادیکال های آزاد ناشی از رادیولیز آب قرار می گیرند. برای ویتامین های قابل حل در آب ممکن است

برخی با الکترون هایی که به صورت مستقیم هیدراته شده اند یا الکترون های به دست آمده از رادیکال های آزاد تولید شده در محیط کشت آبدار واکنش دهد. سرانجام واکنش های انجام شده با الکترون، کاهش پتانسیل ویتامین و باند های ضعیف هیدروژنی است. چون ویتامین ها به مقدار کمی در اغلب غذاها هستند رادیکال های OH- به طور خیلی زیادی با ترکیبات اصلی غذا مانند پروتئین ها و کربوهیدرات ها واکنش دهد بنابراین ویتامین ها بیشتر تحت تأثیر رادیکال های ثانویه ایجاد شده به وسیله ی بر هم کنش ترکیبات اصلی که اغلب هیپوپراکسیدها اند قرار دارد.

حساسیت ویتامین های محلول در چربی به اشعه: vit E>vit A> vit K> vit D حساسیت ویتامین های محلول در آب به اشعه: نیکوتینیک اسید> کبالامین> اسید فولیک> ریبوفلاوین> پیریدوکسین> آسکوربیک اسید> تیامین اثر بر رنگ: تغییرات رنگ در پرتودهی گوشت تازه به علت حساسیت مولکول میوگلوبین علی الخصوص آهن با تغییر در محیط شیمیایی و انرژی ورودی رخ می دهد. شرایط اولیه میوگلوبین - Fe++=O2 , Fe+++ - ، تغییر پتانسیل اکسیداسیون و احیای بافت وتولید ترکیباتی با فرم لیگاند - - CO از ترکیبات آلی اندوژنوس و آب افزایش می یابد یا کاهش می دهد که بستگی به فشار گاز، دما، PH وغلظت میوگلوبین دارد. تولید رنگ دانه های قرمز پایدار یا قهوه ای که با گذشت زمان قرمز می شود که به دلیل باند شدن با گونه های اکسیژن فعال تولید شده در اثر اشعه به وجود می آید. تولید سریع مقدار زیاد مت میوگلوبین وقتی پرتودهی در یک محیط حاوی اکسیژن صورت می گیرد، که به سرعت بخشیدن فر آیند اکسیداسیون میوگلوبین منجر می شود. تولید رنگ دانه های سبز به دلیل شکستن پورفیرین ویا تشکیل سولفومیوگلوبین ظاهر می شود.

اثر بر طعم وبو: بوی گوشت پرتودیده به عناوین گوناگونی از جمله بوی تخم مرغ فاسد وگندیده، ذرت پخته شده وگوگرد توصیف می شود. ترکیبات فرار عامل این بوهای غیرطبیعی به خاطر تأثیر انرژی الکترومغناطیسی - اشعه گاما و الکترون های پرشتاب - روی تولید گونه های پر انرژی - eaq-, 1O2, - ROOH,ROOœ, HOœ,HOOœ که متعاقبا به مولکول های پروتیینی و لیپیدی حمله می کند است. پرتودهی منجر به تولید آلکن ها و آلکان ها می شود که این به علت تجزیه اسیدهای چرب غیر اشباع و اسیدهای آمینه می باشد. این تجزیه منجر به تولید ترکیبات فعال مثل پنتانال ، هگزانال، هپتانال، -2- - E - هپتانال، اکتانال، -1اکتن، - - Z - اکتنال، - - E - اکتنال می شود و همچنین E - و2- - Zو-4دکادینال که ایجاد بوهای کپک زدگی، فساد و تند را ایجاد می کنند. افزایش ترکیبات فرار گوگرد دار به خاطر تجزیه ی پرتوکافتی اسید های آمینه ی گوگرد دار، سیستیین و متیونین است که ترکیبات فراری مثل دی متیل دی سولفید، دی متیل تری سولفید، متیل مرکاپتان و سولفید هیدروژن را ایجاد می کندکه منجر به بوهای فساد وگندیدگی مثل ماهی، کلم قرمز وگوگرد می شود.

روش های پیش گیری از اثرات ناخواسته ی پرتودهی:

اثرات نامطلوب ناخواسته ی ناشی از پرتودهی را می توان به وسیله ی روش هایی خاص از جمله بهینه سازی گوشت قبل از پرتودهی ،اضافه کردن آنتی اکسیدان ها ، استفاده از اتمسفر اصلاح شده ، جایگزینی با گازهای بی اثر مثل نیتروژن ، اضافه کردن عوامل نگهدارنده ، انبار ونگهداری پس از پرتودهی و بهسازی دما و PH اشاره کرد که به شرح بعضی از این روش ها می پردازیم:

-1 جلوگیری از دخول اکسیژن :

خیلی زود پی بردندکه اصلاح کردن گاز اتموسفر در طی اشعه دادن کیفیت گوشت را بهبود می بخشد . در Groninger 1956 و هم کاران گزارش کردند اشعه دادن به گوشت در محیط نیتروژن و تحت شرایط خلا کیفیت گوشت را بهبود می بخشد . به نظر رسید بسته بندی در خلأ در مقایسه با بسته بندی در هوا اثر بهتری بر رنگ ، بو، رنگ دانه ،بقایای ویتامین و اکسیداسیون چربی درکیفیت گوشت دارد . حضور O2 طی اشعه دادن اغلب به تغییرات ناپسند و غیر قابل قبول رادیو لیتیک منجر شود .

اکسیژن ممکن است از مرحله ی سه گانه به مرحله یگانه یا به سایر گونه های واکنش دهنده مانند اوزون و ترکیبات متنوع پروکسی تبدیل شود . اتم های هیدروژن رادیولیز کننده که از آب منشا گرفته اند می توانند با O2 نامحلول برای تولید رادیکال های هیدروپروکسی واکنش دهد . که با رادیکال های سوپر اکسید موازنه می شود سپس رادیکال های هیدروپروکسی به H2 O2 تبدیل می شوند که می تواند با میوگلوبین فعال واکنش دهد و در واکنش هایی که محصول سولفور، سولفومیوگلوبین آزاد می شود شرکت کند .
-2کاهش دما:

کاهش یافتن دما در طی پروسه اشعه دادن اثرات بر رنگ ، بو و طعم را کاهش می دهد . تولید رادیکال های آزاد -O2 - و - OH وابسته به انرژی لازم برای تولید فراورده های متنوع است. تغییر دما می تواند مشخص کند که چه فراورده هایی و در چه جیره هایی تولید شده است . اشعه هم چنین ویسکوزیته ی ماتریکس غذایی و تحرک آب را تحت تاثیر قرار دهد . واکنش های رادیکال های آزاد و ترکیب مجدد آنها یا اضافه شده به سایر مواد و ناقلین الکترون - eaq- شده از رادیولیز آب - وابسته به انتشار اند بنابراین افزایش ویسکوزیته یا منجمد کردن آنها را کاهش می دهد .
:PH-3
محصولات رادیو لیتیک آب - OHœ,Hœ,H3O-,eaq- - ترجیحا با سوبسترا ها واکنش می دهد که به طور متوسط یا زیاد در محلول ها رخ می دهد . یک اسید متوسط باعث ناپدید شدن eaq- می شود و یک قلیای متوسط باعث تشکیل آن ها می شود تغییر در eaq- به واکنش با ترکیبات آروماتیک، اسید کربوکسیل ، کتون ها و آلدئیدها میل می کند و می تواند محصولات نهایی واکنش را تغییر دهد . سرعت تشکیل فری هموکروم و فروهموکروم تحت تاثیر PHو غلظت لیگاند قرار می گیرد . در PH قلیایی ، آنیون ها با یون های هیدروکسیل در باند شدن با Fe 3+ رقابت می کنند . وقتی اسیدیته افزایش می یابد - افزایش یافتن احیای - FeoHهماهنگی لیگاندها با Fe 3+ محتمل تر است و شکل های فری هموکروم برای تشکیل فروهموکروم در احیای آهن با مولکول های آب ترکیب شده است ، رقابت بین یون هیدروکسیل و مقدار لیگاند وجود ندارد . لیگاندها در PH کاهش یافته آهسته تر واکنش می دهند چون بهتر می توانند الکترون را به Fe 3+ برای تشکیل پیوند کوالان بدهد . حلقه ی پورفیرین می تواند به واسطه ی اکسید اسیون در حضور عوامل احیا کننده »آسکوربیت« بشکند و رنگ را تغییر دهد - سبز-کولگلوبین -

-4آنتی اکسیدان ها :

نشان داده شده است که آنتی اکسیدان ها می توانند ثبوت رنگ را در گوشت تازه ی اشعه دیده بهبود بخشند . یعنی آنتی اکسیدان های فنولیک - vit E - رادیکال های آزاد را می گیرند و اکسید اسیون خارجی پیش رونده را که به گوشت آسیب می زند را متوقف می کند . در بعضی مطالعات مشخص شد که انباشتگی ویتامین E - آلفا- توکوفرول - در جیره ی غذایی حیوانات می تواند از اکسیداسیون لیپید و رنگ دانه ها زمانی که گوشت در محیط حاوی O2 نگه داری شود حفاظت کند .

هرچند سایرین گزارش کردند جیره های حاوی ویتامین E در خوک هیچ تاثیری در رنگ و بوی گوشت خوک یا قطعه راسته گوشت خوک در ابتدا یا حین فروش ندارد . آلفا- توکوفرول ترکیبات ایجاد کننده بوی بد را کاهش می دهد . Ahn و همکاران - 1998 - گزارش کردند که vitE می تواند اکسیداسیون لیپید در گوشت خام اشعه داده شده را کنترل کند اما برای کنترل اکسیداسیون در گوشت پخته بوقلمون در طی دوران نگه داری کافی نبود . Ahn وJo - 2000 - یافته های مشابه ای را در رابطه با محتوای ویتامین E طبیعی اضافه شده به چربی در گوشت خام و پخته خوک اشعه داده شده گزارش