بخشی از مقاله
چکیده:استفاده از فرآیندهاي فشار بالا در فراوري و بسته بندي و گسترش شلف لایف مواد غذایی مدت هاي مدیدي است که مورد بحث و اظهار نظر بوده است.این فرایندها بر روي میکروبیولوژي،خواص شیمیایی و ساختار اثر دارد و گفته میشود که براي نگهداري رنگ و عطر غذاها ،روش مطلوبی است.کارخانه هاي غذا و نوشیدنی در سالهاي اخیر ، توجه خود را به فراَیندهاي جدید نگهداري معطوف کرده اند که تقاضاي مشتري براي محصولات بدون نگهدارنده با ژگیوی هاي حسی خوب را بر آورده سازند .
نمونه چنین فن آوري هایی شامل پرتوافکنی ، مایکروویو، استریلیزه کردن اهمی و عوامل طبیعی ضد میکروبی است. جاي تعجب ندارد که متخصصین تکنولوژي غذا ، توجه خود را به انرژي پر فشار به عنوان مکانیزمی براي نابود کردن موجودات بسیار ریز در غذاها معطوف می کند که این تأثیر ، کیفیت حسی را کنترل می کند .
مقدمه:
در سال - 1 - 1899یافته هاي تحقیق انجام شده در پایگاه آزمایشی کشاورزي در ویرجیناي غربی نشان داد که فشار می تواند شیر را حفظ کند . اولین آزمایش ها روي تأثیرات فشار بالا بر باکتري ها در فرانسه بیش از 40 سال قبل انجام شده است و توانایی فشارهاي 600 MPa براي کشتن باکتري گیاهی را نشان داده است - . - 2 در سال 1914 ،تأثیر فشار بالا بر انعقاد پروتئین بخوبی شناخته شده است و فیزیکدان آمریکایی ، یافته هاي خود را در مورد انعقاد پرفشار سفیده تخم مرغ منتشر کرده - 3 - و در همان سال Hite و همکارانش ، دلیل خود براي میو ه ها که به مدت 5 سال با استفاده از فشار بالا حفظ شده اند ، منتشر کردند - . - 4علی رغم این وعده هاي اولیه ، فناوري تا دهه 1980 ، غیر فعال مانده و در آن زمان ، تحقیق مجدد در USA ، ژاپن و اروپا آغاز شد .
-1چگونه این فرآیند اعمال می شود؟
کنسرو کردن پرفشار غذا معمولأ به کاربرد فشارهاي ایزوستاتیک و هیدرولیک در محدودة 100 MPa تا 1000 MPa بستگی دارد . این فرآیند می تواند در هر نوع از سیال هیدرولیکی انجام شود اما آب ، اغلب براي سهولت عملیات و سازگاري با مواد غذایی ترجیح داده می شود . دلایلی وجود دارد که گازهاي فشرده براي نگهداري غذا مفید است اما از دیدگاه مهندسی ، فقط فشارهاي نسبتأ پائین - - 50 MPa > قابل استفاده هستند چون انرژي در سیستم هاي گازي تحت فشار قرار دارد و با خطر انفجار ظرف مواجه میشود.
مایعاتی همچون آب ، نسبتأ غیر قابل تراکم بوده و انرژي خیلی کمتري در مقایسه با گازها در حالت فشرده ، ذخیره می کند : خطر انفجار ، با استفاده از سیال هاي غیر قابل تراکم ، تا حد زیادي کاهش می یابد . غذاهاي مایع می توانند مستقیمأ در ظرف فشار فشرده شوند و غذاهاي مایع و جامد می توانند در ظرف هاي قابل انعطاف فشرده شوند . فشار یک متغیر مهم ترمودینامیکی است و میتواند محدودة وسیعی از ساختارها و فرآیندهایی بیولوژیکی را تحت تأثیر قرار دهد . 1
طبق اصل لوشاتلیه ، فشار بالا بر واکنش هاي شیمیایی تأثیر می گذارد : تحت شرایط متعادل ، فرآیند مرتبط به کاهش حجم ، با افزایش در فشار میسر می شود . و بر عکس گرم سازي Adiabatic در اکثر مواد غذایی رخ می دهد و این امر متناسب با قابلیت فشردگی غذا است : هوا - مثلأ سلول و هواي محبوس در مواد غذایی - بسیار قابل تراکم بوده و منجر به افزایش چشم گیر دما می شود .
روغن ها و چربی ها ، نسبتأ قابل تراکم بوده و آب کمتري دارد. اندازه گیري دما براي محققان غذا بسیار مهم است که تأثیرات فشار را از تأثیرات گرما جدا می کند . فناوري پر فشار ، روش بسی ار پرهزینه اي براي رسیدن به تأثیر گرماسازي است .در طی فشار بالا، مولکول هاي آب و اسید ، یونیزاسیون قابل ذکري را نشان داده و دلیل خوبی وجود دارد که این تغییرات جزئی در بیوشیمی سلولهاي زنده باعث تأثیرات نابودي میکروبی می شود.خصوصیات انجماد آب با کار برد فشار قابل تغییر است . در دماي اتاق ، آب در تقریبأ 1000MPa یخ می زند و شکل غیر معمول " یخ گرم " پرتراکم را تولید می کند .فشارهاي پائین تر ، نقطه انجماد آب را تا حداقل -22˚c در 20715MPa پایئن می آورد.
این پدیده به فرصت هاي جالبی براي ذخیره غذا در زیر صفر بدون شکل گیري بلورهاي یخ ، باز شدن سریع غذاهاي یخ زدة معمولی - با تحت فشار قرار دادن - و یخ زدگی سریع غذاها - با تقلیل فشار غذاهاي تحت فشار که زیر دماي صفر درجه سانتی گراد نگهداشته شده اند - به همراه پیشرفت هاي مربوطه در کیفیت پدیده آمده از بلو رهاي کوچک یخ ، منجر می شود. تغییراتی نیز در فاز در پروتئین ها و چربی ها ، به وجود می آید . و احتمالأ در پدید آمدن تأثیرات ضد میکروبی مهم بوده و براي پیش رفت محصولات جدید با ویژگی هاي منحصر به فرد رئولوژي ، فرصت هایی به متخصصان غذا ارائه می کنند .
-2فشار بالا و میکروب شناسی غذا
میکروبها در حساسیت به فشار بالا ، متغیر هستند . به طور کلّی ، سلولهاي گیاهی به فشارهاي بالاي 100MPa حساس بوده و در فشارهاي بیش از 500MPaبه سرعت می میرند .اما استثنائات زیادي براي این قانون ، وجود دارد . سرعت مرگ سلولهاي گیاهی از قوانین لگاریتمی تبعیت می کند. هاگ هاي باکتري ، در مقابل فشار ، بسیار مقام هستند و کاربرد فشار بیش از 1000MPa براي چندین ساعت ، به طور چشم گیر بر سطح هاگ هاي یافت شده در برخی غذاها تأثیر نمی گذارد .
به نظر می رسد اگر که دما به بیش از 40˚c افزایش یابد، هاگ هاي باکتري ، حساسیت افزایش یافته اي به فشار نشان می دهند و تحقیقی فعلأ در حال انجام است که به امکان تجاري این روش برسد . هاگ ها می توانند با استفاده از فشار بالا جوانه بزنند و ممکن است در کاربرد فشار براي آغاز رویش، امتیاز هایی وجود داشته باشد و سلولهاي گیاهی بدست آمده را به چ رخه تحت فشار بودن یا برخی مکانیزم هاي بی تحرکی دیگر ، حساس می کند . تأثیرات فشار بالا روي میکروب شناسی غذا در آثار اخیر بخوبی بررسی شده است - . - 6
-3فشار بالا و ترکیب شیمیایی غذا مزیت اصلی فناوري فشار بالا ، تأثیر نسبتأ جزئی آن بر ترکیب غذا و بنابراین بر صوصیاتخ حسی و غذایی است . تأثیر کم فشار بر برخی آنزیم هاي غذا من جمله آنزیم هایی که بر کیفیت غذا تأثیر دارند - مثلأ پروتئین ، لیپاز ، استراز و آنزیم هاي اکسیداز - ، از اهمیت ویژه اي بر خوردار هستند . برخی آنزیم ها - مثلأ فسفاتاز - با فشارهایی در محدودة 400 تا 800 مگاپاسکال ،از بین میروند..دلایلی وجود دارد که فشار ، سینتیک واکنش آنزیم را در طی تحت فشار آوردن با ایجاد تغییراتی در رابطه متقابل آنزیم و سوبسترا ، تغییر می دهد ، اما این امر به بررسی بیشتري نیاز دارد .
منطقی است که نتیجه بگیریم آنزیم هایی که بر کیفیت غذا تأثیر می گزارند ، در طی کنسرو کردن غذا و بعد از آن ، فعال می مانند . 2در غذایی هایی که فعالیت آنزیم در آنها ، براي کیفیت ، مفید در نظر گرفته می شود ، حفظ فعالیت بعد از چرخه فشار که داراي تأثیر ض د میکروبی است ، مطلوب در نظر گرفته شده است - مثلأ پنیر سازي - کلأ ، فشار تأثیر کمی بر ویژگی هاي مغذي ، غذا دارد .در برخی غذاهاي مشتق شده از گیاهان ، امکان دارد که فشار به طور انتخابی ، مواد غیر مطلوب را استخراج کند که این مواد معمولأ مصرف نمی شوند .به ویژه ، در است خراج سیانور از هسته و دانه میوه ، اظهار نگرانی شده است .
-4تأثیرات ساختار غذا ترکیب پروتئین ها و پلی ساکارید ها می توانند در فشا ربالا باعث تغییر جریان و تغییر شکل ماده و احساس دهانی شوند. برخی محققانادعا می کنند که این تغییرات ، مطلوب است. در مورد شیر عمل آورده شده با فشار، ظاهر تغییر کرده و توانایی اش را براي انتشار نور را از دست داده و مات می شود..این تأثیر با تجزیه میسل هاي مادة پروتئین شیر ایجاد می شود . گوشت عمل آورده شده با فشار ، فرا ترکیب هاي تغییر یافته اي دا رد که شبیه تغییرات مشاهده شده در گوشت عمل آوري شده است - . - 6-5سبزیجات و میوه در واکنش به فشار متفاوت هستند .
برخی ترکیب هاي گیاهی ، درمقابل بر خورد فشار ، بسیار مقام هستند ، در حالی که دیگرترکیب ها ، در معرض نرم شدن و تغییر رنگ چشم گیري قرار می گیرند، ترکیب هاي گیاهی حاوي هوا زمانی که حجم هوا فشرد می شود ، تحت تأثیر قرار می گیرند ، با این وجود ، در برخی موارد ، این فضاها می توانند با موادي پر شوند که خود باعث بهبود کیفیت غذا شوند.
-5تجهیزات فشار تجهیزات فشار بالا بسیار تخصصی بوده و نسبتأ گران هستند . ظرف هاي فشار بدون فلز چکش کاري شده ، ساخته می شوند و یا با سیم پیچی کشیده شده ، تقویت می شوند چندین شرکت که تجهیزات فشار بالا می سازند ، فعالانه در تحقیق در مورد کاربردهاي غذا و نوشیدنی شرکت دارند . ظرف هاي فشار با ظرفیت چندین متر مربع ، در صنایعی همچون پرس کردن پودر سرامیک و کاشت مصنوعی بلور کوارتز استفاده می شود و دوام و اعتبار طولا نی
مدت آنها ، ثابت شده است .
نتیجه گیريویژگی: هاي منحصر به فرد فیزیکی و حسی غذاهاي کنسرو شده با فشار ، فرصت هاي جدیدي براي پیشرفت محصولات ارائه می کند ، اینها شامل غذاهاي آمادة جدید و مدت دار با طعم و رنگ تازه ، انواع جدید ژل هاي غذایی ، ماهی و گوشت کنسرو شده یا خام و غذاهاي یخ زده با بهترین کیفیت می شود . چون ، این فرآیند نسبتأ پر هزینه است محصولات ساخته شده به این روش ، باید ارزش ذاتی افزوده ، یا سوددهی با لا داشته باشند . بعید نیست که پردازش فشار جایگزین کنسرو کردن غذا یا یخ زدن می شود اما می تواند کاربردهایی براي غذاهاي پر هزینه با طول عمر کوتاه و اجزاء سازندة با ارزش مانند طعم ها ، ویتامین ها و بیو پلیمرهاي کاربري پیدا کند که به گرما حساس هستند.
در انگلستان و اروپا ، هیچ شرایط قانونی خاصی وجود ندارد که به کنترل فناوري هاي جدید کنسرو کردن غذا مربوط شود . با این وجود ، بسیاري از مقررات مربوط به امنیت غذا ، بجا هستند : این شرایط تولید کننده غذا است که می تواند ثابت کند غذاي ساخته شده ، بی خطر است . هنوز تعدادي سؤال مهم وجود دارد که قبل از اینکه ما در مورد امنیت و ارزش غذایی غذاهاي کنسرو شدة با فشارمطمئن شویم ، باید پاسخ داده شوند اما یقینأ دلیل خوبی براي نشان دادن اینکه اگر ما بتوانیم جواب هاي قانع کننده اي براي بقیه سؤالات پیدا کنیم ، کاربردهاي مناسبی در آینده یافت می شود ، وجود دارد .
