بخشی از مقاله
چکیده:
نوزهای الکترونیکی به عنوان کاندیدهای باارزشی در نواحی گوناگون از کنترل کیفیت مواد غذایی پدیدار شده اند که قابلیت ردیابی و تشخیص آلودگی میکروبی مواد غذایی را دارا می باشد . در این مقاله تکنولوژی en برای آزمایش میکروبیولوژی تولیدات غذایی مورد بازبینی قرار گرفته است و بر این اساس 4 نمونه مختلف برای مطالعه آماده شده و مورد بررسی قرار می گیرند .
ا - alicyclobasillus spp مولد فساد آب میوه
- 2 ردیابی سریع آلودگی میکروبی در گوجه فرنگی فراوری شده
- 3آزمایش آلودگی قارچی و fumonisinدانه های ذرت
- 4 آلودگی قارچی بر روی دانه های قهوه
با وجود نتایج بسیار موفق آمیز ، تاثیر گذاری زیاد نمونه های مواد غذایی بر همدیگر در حین استفاده از en ، تکنولوژی حسی - سنسورها - را محدود کرده است و اطمینان به کاربردهای en را در مقیاس صنعتی کاهش داده است.در این مقاله فواید و معایب تکنولوژی سنسورها در کنترل کیفیت مواد غذایی مورد بحث قرار می گیرد و نهایتا نظراتی نوین همراه با جهت گیریهای آینده این تکنولوژی با مثال روشن خواهد شد.
مقدمه
بوهای غیر مشخص مواد غذایی ممکن است از متابولیسم میکروارگانیزم های مولد فساد ، باکتری ها و قارچ ها ، که ممکن است به طور طبیعی یا تصادفی تولیدات را قبل یا در طی تولید مواد غذایی آلوده کنند.ایجاد شده باشند. - 3و - 11 وجود بیشتر آلودگی های میکروبی در مواد غذایی که در جهان مصرف می شود اغلب به عنوان یک مرحله ی اجبار آور در حلقه ی تولیدات مواد غذایی می باشد لکن در بعضی غذاها ،حضور باکتریها و مخمرها - تخمیر شدن شیر و فراورده های آن - ، حضور قارچ ها در بعضی موارد - چون گونه های پنیر و گوشت گاو خشک شده یا گوشت خوک - یک مشخصه ی ویژه و یک هدف معین برای تولید این گونه مواد غذایی می باشد.
بنابراین با وجود برخی فواید حاصل از میکروبها ، هنوز هم در موارد زیادی حضور ناآگاهانه آلودگی های میکروبی در مواد غذایی ،یک مساله جدی است به طوریکه میزان آلوده شدن نمونه غذایی بستگی به ماهیت نوع و تعداد میکروارگانیزم آلوده کننده دارد. میکروارگانیزم های بیماریزا ی موجود در مواد غذایی می تواند به شدت مضر برای سلامتی مصرف کننده باشند و این در حالی است که بیماریهای ناشی از مواد غذایی فردی هستند و اغلب گزارش نشد ه اند.
آلودگی غذایی علاوه بر تاثیر بر سلامتی انسان ها یک بار اقتصادی و اجتماعی زیادی بر روی کشورها نیز ایجاد می کند. جدا از مشکلات سلامتی ، میکروارگانیزم ها می توانند باعث تغییرات ارگانولپتیک غیر قابل قبولی در مزه و بوی تولیدات نهایی مواد غذایی گردند که منجر به خسارت اقتصادی در تولیدات مواد غذایی می گردد. بنابراین دسترسی سریع ،آسان و مطمئن برای به کار بردن ابزارهایی جهت آزمایش های سریع میکروبیولوژی غذایی یک هدف برای امنیت مصرف کننده و نیز برای بهبود و اصلاح تولیدات می باشد. آزمایشهای متداول کنترل کیفیت شامل تکنیکهای شیمیایی و فیزیکی می باشد مانند:شمارش سلولی میکروبیولوژی ، کروماتوگرافی مایع و گاز ، طیف سنجی جرمی ، تکنیک اسپکتروسکوپ نوری.
اگر چه این آزمایشها درست و مطمئن هستند لکن به طور معمول ، موانع و اشکالاتی را نیز در پی دارند از جمله هزینه ی بالای آزمایش ، زمان طولانی تحلیل ، عدم وجود نیروی انسانی ماهر ، نتیجه کار پایین ، بنابراین برای کنترل چشمی در تولیدات درون خطی نمی توانند به طور مناسبی مورد استفاده قرار گیرد.
اخیرا تکنیک های بیو حسی و شیمیایی پدیدار شده اند که کاندیدای با ارزشی برای کنترل کیفیت مواد غذایی از نظر سادگی کاربرد، سرعت بالا ، هزینه ی کم و برقراری ارتباط خوب با پنل های حسی مناسب ، محسوب می شوند. - 4 و 5 و - 9 نوز الکترونیکی ساختارهایی پایه متکی به سنسورهای گازهایی تا حدی انتخابی می باشند که و توانایی باز شناسی خصوصیات و صفات میکروارگانیزم ها را دارا می باشند.
Enدر زمینه های متفاوتی مانند کنترل چشمی مراحل تولید ، ارزیابی تازگی ، بررسی نیمه عمر ، تعیین میزان سلامت تولید و قابلیت ردیابی میکروبی در تولیدات مواد غذایی به کار برده شده است. - 4 و - 15 این کاربردها به طور وسیعی در این نوشته مورد بازبینی قرار گرفته است . هر چند تاکنون اهمیت کمی به کاربردهای میکروبیولوژی سنسورهای شیمیایی در آزمایش های آلودگی پاتوژن های تولیدات غذایی داده شده است .
استفاده از en می تواند سرعت و میانگین دقیقی از میزان باکتریهای آلوده کننده غذا را در نمونه های کم مواد غذایی شناسایی و تشخیص دهد.بنابراین هدف این مقاله انتقادی این است که یک مروری دوباره به نتایج اخیری که در مورد کاربرد en در زمینه های میکروبیولوژی غذایی است دست پیدا کند ،به طور اهم 4 نمونه مورد مطالعه مذکور شرح داده خواهد شد که در آن یک en گیرند ه ی اکسید فلز مورد استفاده قرار گرفته است.
استفاده از en می تواند یک روش معتبر انتخابی به خاطر سرعت و هزینه ی پایین محسوب گردد.با کاربرد en نیز پیشگویی ها از میزان الودگی بالاتر می روند.
نمونه های که قبلا با en مورد بررسی قرار گرفته است:
-1 تکنولوژی حسی هیبرید نشان داده شده است که قادر است کیفیت قارچی دانه های جو و گندم را مشخص کند آلودگی های حاصل از مایکوتوکسین را مانند آفلاتوکسین و فومونیزین ردیابی کند . در این راستا بیشتر نمونه ذرت مورد بررسی قرار گرفته است.
که آلودگی دانه ذرت توسط قارچ ها ی تولید کننده مایکوتوکسین مانند فوزاریا مورد تحقیق و ردیابی قرار گرفته است 2 - . و - 7 بنابراین مطالعه ی بیشتر این مقاله در بحث دانه های ذرت پیرامون این مساله است.
-2 آلودگی های مربوط به دانه های غله نیز مانند آلودگی های دانه های قهوه یا لوبیا می باشد.
En -3 به طور وسیعی در زمان گذشته در حلقه تولیدات قهوه مورد استفاده قرار می گرفته است برای مثال تکنولوژی حسی en به منظور تشخیص دادن انواع مختلف دانه های قهوه و شناسایی برند های مختلف و ترکیبات مختلف آنها مورد استفاده قرار می گرفته است لکن ترکیبات قهوه ی تجاری و نیز نمونه برشته ی آن تاکنون مورد تحقیق و بررسی کمی قرار گرفته است. - 3و - 4 و این تحقیق به صورت موردی در مورد قهوه و آلودگی آن صحبت خواهد کرد.
-4 یک نوز الکترونیکی پایه ی ms بکار برده شده است تا فساد قارچی را در نمونه های تولیدات نانوایی ردیابی کند برای این منظور سطح نمونه ها با ائوروتون های مختلف ، گونه های پنی سیلیوم و آسپرژیلوس آغشته شده بودند سپس از فضای اطراف نمونه ها ، نمونه گیری انتخاب شد، حجم ارگسترول در هر نمونه معین شده بود با استفاده از تکنولوژی en و سیگنالهای en میزان ارگسترول در نمونه پیش بینی گردید. این به عنوان روشی با نتایج عالی - بین 96 - 87 درصد در بعضی موارد - اثبات شده است.بنابراین این عمل ، تصدیقی بر روش en به عنوان یک روش معتبر می باشد
-5 برخی از گروه های محققین نیز با استفاده از en، سنسورهای taguchi الودگی نمونه های گوشت گاو را با سالمونلا تیفی میوریوم مورد بررسی قرار دادند و نو ع فساد مشخص گردید که این تشخیص گواه از کاربرد تکنیکهای بالا en در کنترل کیفیت مواد غذایی دارد
-6 یک کاربرد دیگر در تحقیقات،مجهز کردن en با سنسور mox ، svm و pls می باشد که نتایج حاصل معتبر ، صحت %90 به بالا و کنترل کیفیت ساده تر و راحتتری را به دنبال داشت.
-7 کاربرد ترکیبات خاصen در محصولات لبنی - شیر و پنیر - نیز مورد آزمایش قرار گرفته است - ردپای آفلاتوکسین در شیر توسط benrdehi مورد مطالعه قرار گرفت به طوری که وی از 12 سنسور mox و 12 سنسور mosfet برای ردیابی آفلاتوکسین درشیر استفاده کرد.
در این مطالعه 24 نمونه ی شیر کم چرب در دو دسته ی مختلف یکی شیر گوسفند ی که با یک فرمول غذایی شامل مقدار زیادی آلودگی آفلاتوکسین b1 چرانیده شده بود و دیگری در شیر غیر آلوده ،مورد آنالیز قرار گرفت. - 5 و - 11 نتایج به دست آمده به وسیله به کارگیری پوشش سنسورها، فساد نمونه ها را بر طبق حضور یا غیوب آفلاتوکسین طبقه بندی ساخت. نهایتا نتایج امید بخشی با en برای آزمایش میکروبی سبزی های فرآوری شده و تازه مانند پیاز و گوجه فرنگی ، آب میوه و نوشیدنی ها نیز بدست امده است.
مواد و روش ها
نوز الکترونیکی eos در گذشته به طور وسیعی در زمینه های مختلف به کار گرفته شده است. در این نوز - پمپ ، دریچه الکترونیکی، جریان الکترونیک سنج، محفظه ای از سنسورهای کنترل شده پویا به حجم ml20 ، یک تخته الکترونیکی برای کنترل گرمایی سنسور ، ورقه های اندازه گیری حسی ، نرم افزار برای پردازش داده ها و مراحل تولید و ثبت سیگنال ، کنترل از راه دور - استفاده شده است و پردازش داده ها می تواند وسیله ی یک لپ تاپ خروجی از طریق بخشی ارتباط انجام گیرد.2 نمونه در حال حاضر در دسترس هستند - eos835 و - eos507 که یک سیستم سنسوری حساس دارای وسایل کنترل رطوبت نسبی هوا - و یک سنسور دقیق الکترنیکی - می باشند
پوشش eos مجهزبا سنسور اکسید فلز شده است این ها می توانند سنسورهای taguchi تجاری فیلم کلفت tgs 2611 - و - tgs 2442 باشد یا می توانند سنسوری فیلم نازک با اکسید قلع یا فلز های با سرعت ترکیبی بالا - مانند au و ag، mo،pd ، - pt و تنگستن باشد. eos اجزای نمونه های اصلی را به طور معمول با یک اتمسفر کنترل می کند.پارامترهای مثل بو می تواند به طور دقیق کنترل شده باشند. با این کار، سیستم en، تنظیم تر، میزان حساسیت en بالاتر و سرعت جریان بیشتر مورد کنترل قرار می گیرد . در این مقاله 4 نمونه مختلف به طور اهم برای مطالعه آماده شده و مورد بررسی قرار می گیرند .
ا - alicyclobasillus spp مولد فساد آب میوه - 2 ردیابی سریع آلودگی میکروبی در گوجه فرنگی فراوری شده - 3آزمایش آلودگی قارچی و fumonisinدانه های ذرت - 4 آلودگی قارچی بر روی دانه های قهوه
نتایج و بحث:
- 1 آلکیکلو باسیلوس ، مولد فساد آب میوه است که در سال 1982 شناخته شد .در صنعت آلمان، فساد درآب سیبی که در حالت اسپتیک تهیه و داخل بسته ها پر شده بود یک نوع جدید از باکتری اسیدوفیلیک ترموفیلیک را که بعدا به یک جنس جدید که الکیکلوباسیلوس نامیده شد تغییر یافت، شناخته گردید. آلکیکلوباسیلوس میکروبی هوازی، گرم مثبت ، حاوی آندوسپور ، غیربیماریزا و قادر به زندگی در محیط خاک و چشمه های آب گرم می باشد.اسپورها مقاوم به دمای بالا هستند بنابراین آنها می توانند در روش پاستوریزاسیون معمول که در صنعت آبمیوه صورت می گیرد زنده بمانند.
آلودگی به وسیله آلکیکلو باسیلوس اولین بار در آب سیب کشف و ردیابی شد.پس از آن در یک مجموعه بزرگتر از انواع آبمیوه ، نوشیدنی ها گوارا ، غنی شده با تولیدات مغذی نیز کشف گردید. A.acidocaldarius و بیA.acidoterrestris بیشتر گونه های معمولی هستند که داخل آبمیوه ها یافت شدند بوی ناشی از وجود آنها مربوط است به تولید 2 متوکسی فنل ، 2 و 6 دی برومو فنل ، که نشانه ی آلودگی آب میوه ها می باشد.
تشخیص فساد آبمیوه به وسیله آلکیکلو باسیلوس در مراحل اولیه بی نهایت مشکل است بنابراین این امر به عنوان یک عامل مهم در صنعت مربوط که نیازمند اندازه گیری صحیح آب میوه است مورد توجه قرار گرفته است. - - 6 روشهای میکروبیولوژی مرسوم وابسته به محیط کشت بعضی از اشکالات را که مربوط به محدودیت زیاد انجام این روشها دقیق نبودن تعداد میکروبهای موجود در نمونه است دربردارد.
به طور مرسوم گاز کروماتوگرافی و اسپکترومتری جرمی ، اندازه گیری دقیقی از ترکیبات فرار را که مناسب برای شناخت بوهای خارجی است را آماده می کند با وجود این ، این روشها هنوز نسبتا گران و پیچیده هستند و بیشتر مناسب برای کنترل آزمایشگاهی در آنالیز های صنعتی روتین که اغلب نیازمند انجام سریع و ساده آزمایش ها ی بزرگ تولیدات نان حجم، مناسب و قابل استفاده می باشد. - 14 و - 5 انواع مختلف از آبمیوه های تجارتی - پرتقال ، هلو ، گلابی و سیب - به طور مصنوعی با سویهایی از آلکیکلوباسیلوس آلوده گردیدند و مورد آزمایش قرار گرفت.نتایج اولیه ای که در gohbi et al گزارش شد خیلی نوید بخش بود.
در این پژوهش نیز آبمیوه های مذکور با eos مورد ردیابی قرار گرفت این نتایج نشان داد که eos قابلیت ردیابی خوبی دارد به طوری که قادر است خیلی سریع، بعد از یک زمان رشد 24 ساعته حضور آلکیکلوباسیلوس را معلوم نماید.. سنسورها بعضی از ویژگی های و آلودگی های مربوط به محل تولید آبمیوه ها را نیز نشان دادند
آلودگی های آب پرتقال و هلو با این روش به آسانی تشخیص داده شده بودند - سرحدی که کشف شد حدود - cfu/mil100 بود.لکن امکان ناپذیر بود تا به درستی آلودگی های نمونه های آب سیب مشخص و طبقه بندی گردند.
نمونه های آب میوه هلو هم با A.acidocaldarius و A.acidoterrestris مورد آلودگی قرار گرفت تا تاثیر eos و تعیین ویژگی های درونی و نتایج حاصل از آن مورد بررسی قرار گیرد.در حقیقت نمونه های آب میوه هلو با هر 2 گونه مورد آلودگی قرار گرفتند و هنوز هم ممکن بود تا به طور کامل نمونه های آلوده شده از آلوده نشده مشخص گردند.آب میوه های گلابی به وسیله svmمورد ردیابی قرار گرفت نتایج شبیه آب میوه های قبل بود ولی زمان ردیابی طولانی تر بود بنابراین ، این نتایج نشان داد که با توجه به نوع آبمیوه و ویژگی های محل تولید آب میوه ، آلودگی های هر آب میوه متفاوت می باشد..
نتایج شمارش میکروبها به وسیله eosکاملا صحیح است و eos به خوبی در آزمایشگاههای میکروبیولوژی غذایی می تواند برای اندازه گیری و شمارش میکروبها مورد استفاده قرار گیرد . - ضریب همبستگی محاسبه شده در حدود 80 درصد است. -
در برابر خصوصیات خوب eos، لکن معایبی نیز پس از آزمایشات قابل رویت بود: معایب eos
-1 مقدار cfu/mil در نمونه های کم ، بیا ن می شود - مقدار متوسط پیش بینی شده در حدود 3 برابر بیشتر است -
-2 مدل pls ساخته شده با مقدار لگاریتم متوسط مورد استفاده است در حالیکه ارزیابی eos در نمونه های تغلیظی شناخته شده نیست. -3 نتایج دقیق نیازمند گروه بزرگی از مواد غذایی برای مطالعه می باشد تا قابل تعمیم باشد
بنابراین مشخص می شود که سنسورهای گازی حساس هستند و قادرند با محض ایجاد بو ی میکروارگانیزم ها ، سریعا علایم تغییر را مشخص سازند و فساد را معلوم نمایند لکن با این حال این تناقض ها و معایب بیان شده می توانند به عنوان یک محدودیت تکنولوژی در استفاده از سنسورها مورد توجه قرار گیرد بنابراین لازم است راههایی مطرح گردد تا تکنیک ردیابی باکتری ها در آبمیوه ها - اب میوه سیب - بالا رود.
-2 ردیابی سریع آلودگی میکروبی در گوجه فرنگی فراوری شده گوجه فرنگی فرآوری شده یک گروه غذایی بی نهایت حساس هست که همواره در برابر خطراتی چون مواد شیمیایی - افت کشها و حشره کش ها - و نیز آلودگی های میکروبی و قارچی قرار دارند.
