بخشی از مقاله
چکیده :
در دهه های اخیر با توجه به افزایش جمعیت و پیشرفت تکنولوژی، تقاضای بشر برای دستیابی سریع و آسان به غذای سالم افزایش چشمگیری داشته است. بنابراین بخش صنعتی اشتیاق وافری در خصوص با بهینه سازی تکنولوژی های مرتبط با تولید غذا نشان داده تا انتظارات مشتریان را با تولید غذای با کیفیت برآورده سازد.[1] از جمله پیشرفت های حاصله در این زمینه، کاربرد انرژی مایکروویو در صنعت تولید غذا است. در ادامه پس از بیان مقدمه ای در مورد انرژی مایکروویو و نحوه عملکرد آن، به انواع کاربردهای آن در عرصه صنایع غذایی اشاره خواهد شد.
مقدمه:
مایکروویو و نحوه عملکرد آن
مایکروویو بخشی از امواج الکترومغناطیس با طول موج 1 نانومتر تا 1 متر و فرکانس 300 مگاهرتز تا 300 گیگاهرتز می باشند لیکن در صنایع غذایی تنها از دو فرکانس 915 و 2450 مگاهرتز برای حرارت دهی محصولات غذایی استفاده می شود.حرارت توسط مکانیسم های دی الکتریک و یونی تولید می شود بدین صورت که حرارت دی الکتریک به علت جذب و نوسان مولکول های قطبی مانند آب و کربوهیدرات ها وپروتئین های موجود در ماده غذایی بوده وحال آنکه در مکانیسم یونی حرارت به دلیل مهاجرت نوسانی یون ها در ماده غذایی تولید می شود.
در واقع سیستم مایکروویو گرما را در داخل ماده غذای تولید می کند بدون آنکه حرارت در سطح بیش از حد شود. این حرارت تولید شده "حرارت حجمی" نامیده می شود. تأثیر این حرارت و عمق نفوذ آن توسط ویژگی های دی الکتریک ماده و فرکانس مایکروویو تعیین می شود. حرارت دهی مایکروویو در مقایسه با روش های حرارت دهی متداول چندین مزیت دارد که عبارتند از: سرعت بالای حرارت دهی، ایجاد حرارت یکنواخت، ذخیره انرژی، کنترل دقیق فرایند و زمان شروع و اتمام سریع، ایجاد کیفیت بالای محصول از نظر طعم، بافت و محتوای تغذیه ای
کاربردهای مایکروویو در صنایع غذایی
کاربردهای مایکروویو در صنایع غذایی عبارت است از: ذوب کردن و Tempering، حرارت دهی مجدد، خشک کردن، پختن، استریلیزاسیون، پاستوریزاسیون، بلانچینگ، برشته کردن که در زیر به اختصار به هر یک ازاین موارد خواهیم پرداخت:
· ذوب کردن - Tempering -
در روش معمول ذوب کردن مواد غذایی منجمد شده، یک پروسه طولانی و دشوار است که بسته به اندازه، نوع و درجه حرارت اولیه محصول از چندن ساعت تا چندین روز به طول می انجامد و بنابراین می تواند منجر به رشد باکتریایی، تغییرات اکسیداسیون سطحی و ایجاد رنگ نامطلوب و نیاز به مصرف بالای آب تازه شود. حال آنکه ذوب کردن با مایکروویو بسیاری از این نقطه ضعف ها را نداشته و نیز مانع حرارت دهی بیش از حد و کاهش 10 درصدی چکه کردن شده و میزان تغییرات کیفی را به حداقل می رساند
· حرارت دهی مجدد
حرارت دهی مجدد یک پروسه افزایشدمای ماده غذایی قبلاً پخته شده یا حرارت دیده به دمای بالاتر است در حالی که نیازی به حذف بسته بندی ماده غذایی نیست .
· خشک کردن
به منظور خشک کردن محصولات غذایی با رطوبت بالا مانند سبزیجات و میوه ها از ماکروو استفاده می شود که طی آن حرارت تولید شده در داخل محصول باعث افزایش فشار بخار شده و رطوبت را به سطح انتقال یافته و خارج می شود که این میزان رطوبت خارج شده به مراتب از روش های معمول بیشتر است. بنابراین بدون افزایش دمای سطح، ماده غذایی خشک شده و کیفیت خود را حفظ می کند
· پختن
در روش های متداولزمان پخت طولانی به دلیل ایجاد واکنش مایلارد منجر به قهوه ای شدن ماده غذایی می شود حال آنکه در پخت با مایکروویو زمان حرارت دهی کوتاه بوده و حرارت توسط نمونه جذب شده و هوای هوای اطراف محصول خنک می ماند. بنابراین بخار آب از ماده غذایی حارج و از هوای خنک اطراف عبور کرده و متراکم می شود و بدین ترتیب مانع از قهوه ای شدن و تشکیل پوسته می شود
· بلانچینگ
در بلانچینگ به روش مایکروویو، تغییرات نامطلوب عطر و طعم و بافت و اتلاف مواد مغذی مانند ویتامین ها و ساکاروز به حداقل می رسد. به منظور افزایش یکنواختی دما طی بلانچنگ با مایکروویو از روش حرارت دهی پالسی استفاده می کنند که طی آن مگنترون بایستی به طور متناوب خاموش و روشن شود
· برشته کردن
در برشته کردن قهوه این روش به مراتب از روش های سنتی و معمول بهتر است زیرا فعالیت آنتی اکسیدانی و میزان کافئین دانه های قهوه به مراتب بیشتر می باشد. لیکن در مورد مواد غذایی خمیری که تشکیل پوسته و قهوه ای شدن اهمیت دارد چندان کارا نیست.
· استریلیزاسیون و پاستوریزاسیون
استریلیزاسیون مایکروویو در دمای 130-110 درجه سانتیگراد و پاستوریزاسیون در دمای 82-60 درجه سانتیگراد انجام می شود که علاوه بر نفوذ حرارت سریع به مرکز ماده غذایی، کیفیت آن نیز تا حد زیادی حفظ می شود. هرجند ارزیابی کفایت استریلیزاسیون در این روش دشوار است ریزا نقطه سرد اتوکلو قابل شناسایی نیست.
· پیش پخت
در پیش پخت، از ترکیب مایکروویو و بخار و یا تکنیک های هوای داغ در پخت گوشت استفاده می شود. که در نتیجه آن زمان تولید و هزینه های حمل و نقل کاهش می یابد
طی چندین دهه، کاربرد مایکروویو در صنایع غذایی به صورت تیک تکنولوژی منحصر به فرد و مجزا در جهت تولید محصول با کیفیت در اسرع وقت و با بازده اقتصادی بالا استفاده می شده است، لیکن در سالهای اخیر، با تلفیق تکنولوژی مایکروویو با سایر روش های موجود در صنایع غذایی، روش های نوینی ارائه شده اند که نه تنها از کارایی بیشتری برخوردارند، بلکه سبب تولید محصول مرغوب تر و اقتصادی تر شده اند. در ادامه به این گونه نوآوری ها در عرصه صنایع غذایی پرداخته می شود.
تکنولوژی های نوین حاصل از تلفیق مایکروویو با سایر روش های صنایع غذایی
· Microwave-assisted freeze drying
روش خشک کردن با سرما - Freeze drying - به منظور حذف رطوبت برای غذاهایی به کار می رود که به حرارت حساسند ماند: گوچه فرنگی که در آنها از ایجاد تجزیه شیمیایی جلولگیری می کند. این روش گران بوده و زمان خشک کردن آن طولانی است که منجر به مصرف انرژی بالا می شود .[9] به منظور برطرف کردن معایای این روش با مایکروویو تلفیق می شود - روش microwave assisted freeze drying یا . - MFD از محاسن این روش زمان کوتاه فرایند، میرش انرژی سریع در ماده، خشک شدن کارا و ذخیری انرژی و نگهداری مواد فرار است
