بخشی از مقاله
چکیده
استفاده از انرژی حرارتی جهت کنترل عوامل فساد و ایجاد قابلیت مصرفبه صورت منفرد و یا درتلفیق با عوامل دیگر نقش مهمی در فراوری مواد غذایی دارد. البته این روش نظیر روشهای دیگر علاوهبر مزایای زیادآن دارای محدودیتهایی نظیر کاهش ارزش غذایی ویا تغییر نامطلوب ماهیت برخی ازاجزای غذا نیز می باشد. این مسئله همراه با عوامل دیگر نظیر کاهش هزینه های فر اوری ، بالا بردنارزش غذایی و … همواره متخصصین را به سوی کشف و ابداع روشهای نوین فراوری و نیز بهبودرو شهای موجود سوق میدهد.
پژوه شهای ب سیار زیادی در مورد رو شهای غیر حرارتی نگهداری موادغذایی به منظور امکان ا ستفاده از آنها به عنوان یک روش جایگزین و یا مکمل رو شهای مر سوم انجام شده ا ست. 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 فر اوری می شوند. در طول زمان فرایند حرارتی مقدارزیادی انرژی ناخوا سته در ماده غذایی منتقل می شود. این انرژی ممکن است واکنشهای ناخواسته ایدر ماده غذایی به وجود آورد و سبب ایجاد تغییرات مطلوب یا تشکیل ترکیبات جانبی شود.
به عنوانمثال شیری که به روش حرارتی فرایند شده ممکن است دارای طعم پختگی باشد که به دنبال آنویتامینها، مواد مغذی ضروری و مواد مولد طعم از بین می روند. این حقیقت که علاوه بر عمر انباری،کیفیت غذا نیز از نظر مصرف کننده اهمیت دارد، سبب پیدایش روشهای غیر حرارتی نگهداری موادغذایی شده است. به منظور حذف - یا به حداقل ر ساندن - عوامل کاهش دهنده کیفیت مواد غذایی کهاز فرایندهای حرارتی نا شی می شوند، ا ستفاده از رو شهای غیر حرارتی نگهداری مواد غذایی در حال گسترش است.دمای ماده غذایی در طول فرایند غیر حرارتی کمتر از دماهایی است که به طور متداول در فرایندحرارتی استفاده می شوند. بنابراین کاهش کیفیتی که در نتیجه استفاده از دماهای بالا به وجود می آید،در فرایندهای غیر حرارتی به حداقل می رسد.
انتظار میرود که ویتامینها، مواد مغذی ضروری در حینفرایندهای غیر حرارتی بدون تغییر باقی مانده یا حداقل تغییرات را متحمل شوند. علاوه بر اینفرایندهای غیر حرارتی در مقای سه با فرایندهای حرارتی به انرژی کمتری نیاز دارند.هایت در سال 1899 تاثیر ف شار بالا بر میکروارگانی سمهایی موجود در شیر انواع ، سبزیها و میوه ها رامورد بررسی قرار داد.
مقدمه فشار هیدرو ستاتیک بالا
در ابتدا فناوری فشار بالا در تولید انواع سرامیک، استیل و آلیاژهای خاصی مورد استفاده قرار میگرفت. در دهه گذشته، فناوری استفاده از آن در صنایع غذایی نیز گسترش یافت. اثر فشارهای زیاد در غیر فعال نمودن میکروارگانیسمها از آغاز قرن بی ستم شناخته شد. در ف شار 9000-4000 اتم سفر آنزیمها و باکتریها غیر فعال می شوند، اما این ف شار تاثیری بر عطر و طعم مواد غذایی ندارد.
از آن جاکه اثر ف شار در تمام ق سمتهای آن به طور یکنواخت سالم سازی می شوند. این روشبر خلاف روشحرارتی وابسته به زمان و جرم نیست، از این رو زمان لازم برای انجام فرایند کوتاه می باشد .اکثر باکتریها می توانند تا فشارهای 300-200 اتمسفر رشد کنند. میکروارگانیسمهایی که قادرند در فشارهای بالاتر از 500-400 اتمسفر رشد نمایند باروفیل - فشار دوست - ، میکروارگانیسمهایی که در فشار بالاتر از 400-300 اتمسفرقادر به رشد نبوده و یا رشد ضعیفی دارند باروفوب، میکروارگانیسمهایی که در فشارهای بین500-1 اتمسفر رشد می کنند یوریباریکو میکروارگانی سمهایی که ف شارهای2000-500 اتم سفر را تحمل می کنند، اما قادر به ر شد نمی با شند بارودوریک نامیده می شوند.
فشارهای نسبتا بالا سرعت رشد و تکثیر را کاهشمی دهند و فشارهایبسیار بالا میکروارگانیسمها را غیر فعال می کنند. آستانه فشار برای به تاخیر انداختن تکثیرمیکروارگانیسمها و غیر فعال کردن آنها به نوع میکروارگانیسم و گونه های آن بستگی دارد. هنگامی که اشریشیا کلی در معرض فشارهای بین500-100 اتمسفر قرار می گیرد، رشد و تکثیر آن به تاخیر می افتد.
هنگامی که ا شری شیا کلی در ف شار 200 اتم سفر گرمخانه گذاری می شود، با افزایش درجه حرارت شدت رشد آن تسریع می گردد. برای مثال در 30 درجه سانتیگراد فاز سکون15-10 ساعت و در 40 درجه سانتیگراد-5 10 ساعت طول می ک شد.فاز تاخیر در ف شارهای بالاتر از 400 اتم سفر طولانی می شود و در ف شار 525 اتم سفر هیچ ر شدی صورت نمی گیرد.
البته، هنگامیکه درجه حرارت افزای شیابد سلولها در ف شارهای پایین تری غیر فعال می شوند. متریکو همکارانش مقاومت سالمونلاتیفی موریوم71362 و سالمونلاسفتنبرگW 3775 را نسبت به حرارت و فشار با یکدیگر مقایسه نمودند. و نتیجه گرفتند که میزان غیر فعال شدن این دو میکروارگانیسم در بافر فسفات بیشتر از غذای کودکبود. استایلز و همکارانش پیرامون غیر فعال شدن لیستریامونوسیتوژنز 4و ویبریوپاراهمولیتیکوس 5مطالعه نمودند. در این مطالعه نیز از بافر فسفات و یک محیط غذایی استفاده گردید. محیط غذایی مورد استفاده برای لیستریا منوسیتوژنز شیر استریلیزه - UHT - و شیرخام بود و برای ویبریو پاراهمولیتیکوسعصاره استریل شده خرچنگ مورد استفاده قرار گرفت.
آنها مشاهده کردند که در فشار 2380 اتمسفرجمعیت سلولی چندان کاهش نمی یابد، اما در فشار 2720 اتمسفر در محیط بافر تقریبا سه سیکللگاریتمی از جمعیت میکروبی کاسته می شود. در فشار 3060 اتمسفر جمعیت باکتریایی طی مدت 20دقیقه سه سیکل لگاریتمی کاهش می یابد و در ف شار 3400 اتم سفر تعداد سلولهای زنده به کمتر از 10عدد در هر میلی لیتر تقلیل می یابد.
عوامل موثر بر غیر فعال شدن میکروارگانیسمها در فشار بالا
غیر فعال شدن میکروارگانیسمها در فشار بالا بهpH، ترکیب، فشار اسمزی و درجه حرارت محیطب ستگی دارد. رشد اشریشیا کلی در فشار یک اتمسفردرpHمعادل 4/9 و 10 ، در فشار 272 اتمسفر درpH معادل 5/8 و9 و در ف شار 340 اتم سفردرpH معادل 6 و 8/7 متوقف می شود. آ ستانه تحمل ف شار درمحلول نمکی غیر مغذی کمتر از آستانه تحمل در حضور اسیدهای آمینه ضروری و ویتامینها می باشد. فشار بالاpH محیط را تغییر می دد که به نوبه خود بر شدت رشد و شدت غیر فعال شدن اثر می گذارد. میزان فشاری که برpH محلولها اثر می گذارد به درجه حرارت و حضور الکترولیتها بستگی دارد.
حساسیت باکتریها به فشار بالا در محلول نمکهای معدنی و محیطهای مغذی بیشتر می شود. با افزایشفشار حساسیت باکتریهای باروفیل به فشار اسمزی بالا زیاد می شود.فشار بالا در درجه حرارتهایمتوسط اثر تشدید کنندگی دراد. افزایش فشارغیر فعال شدن میکروارگانیسمها در درجه حرارتهایبالا را به تاخیر می اندازد غیر فعال شدن میکروارگانیسمها به فعالیت آبی بستگی دارد. غیر فعال شدن رودوترولا روبرا در اثر فشار در فعالیت آبی کمتر از0/94 به تاخیر می افتد.
پالسهای نوری
فناوری ا ستفاده از پال سهای کوتاه نوری روش جالبو منا سبی برای ضدعفونی کردن ظروف ب سته بندیو فرآورده های غذایی بسته بندی شده در فیلمهای شفاف می باشد.از این روش می توان جهت از بینبردن میکروارگانیسمهای روی سطح ظرف بسته بندی در سیستم اسپتیک استفاده نمود. مواد غذاییکه در این ظروف بسته بندی می شوند ممکن است شامل مواد غذایی مایع، مواد غذایی جامد نظیرگوشت و ماهی و نیز فرآورده های آردی پخته شده باشند.
حرارت تولیدشده در این روش کم استونابودی میکروارگانیسمها بر اساس مکانیسم فتوشیمیایی و فتوحرارتی صورت می گیرد. اگرچه تاکنون مطالعات دقیقی صورت نگرفته است، ولی به نظر میرسد که پالسهای نوری اثر نامطلوبی بر ارزشغذایی مواد فرآوری شونده ندارند. توصیه می شود مطالعات بی شتری پیرامون اثرات جانبی پال سهاینوری بر مواد غذایی انجام شود. همچنین، مقای سه راندمان انرژی در این روشبا روش حرارتی و یاسایر روشهای نگهداری غیر حرارتی می تواند بسیار مفید و جالب توجه باشد.
روشهای غیر حرارتی
تیمار حرارتی متداولترین روش برای نگهداری مواد غذایی است، زیرا میکروارگانیسمها را نابود کردهو آنزیمها را غیر فعال می کند. البته، حرارت بسیاری از خواص حسی مواد غذایی را تغییر می دهد وبعضی از مواد مغذی را از دسترس خارج می سازد. از اینرو یافتن روشهایی که شدت تیمار حرارتیلازم برای نگهداری مواد غذایی را کاهش دهند عمیقا مورد توجه واقع شده است. غیر فعال شدن میکروارگانیسمها در میدانهای الکتریکی با شدت بالا ناشی از تغییراتی استکه بهعلت ناپایداری الکتروشیمیایی در غشای سلولی بوجود می آید.
وگامرکادو و همکارانشاثر تشدیدکنندگی احتمالی میدانهای الکتریکی پالسی، pH و قدرت یونی را در غیر فعال کردن اشریشیاکلی در دماهای بین15-10 درجه سانتیگراد بررسی کرده اند. با احتمال زیاد، اثر میدان الکتریکی و قدرت یونیمربوط به شدت تشکیل منافذ و صدمه دیدگی فیزیکی غشاهای سلولی و اثرpHمربوط به تغییرات شرایط سیتوپلا سمی یه علت عدم تعادل ا سمزی نا شی از ت شکیل منافذ می با شد. لیو و همکاران شاثر ترکیبی ا سیدهای آلی ضد میکروبی و میدانهای الکتریکی پال سی را بر ا شری شیا کلی O157:H7 مطالعه کرده اند. ا سیدهای بنزوئیک و سوربیک ن سبت به ا سید ا ستیک بطور قابل توجهی اثر بی شتریدارند. افزایش شدت میدان و تعداد پالسها دامنه غیر فعال شدن میکرواورگانیسمها را افزایشمی دهد.
