-فشار بالا در درجه حرارت متوسط اثر سینرژیستی دارد. افزایش فشار غیرفعال شدن میکروارگانیسمها در دمای بالا به تاخیر می اندازد. در دمایCº ۴۶۱۲ سرعت غیرفعال شدن سلولهای E.coli در فشار ۴۱۱ اتمسفر کمتر ازفشار ۰ اتمسفر است. فشار بالا همچنین سبب فعال یا غیر فعال شدن آنزیمها میشود . فعالیت سوکسیناتدهیدروژنازها ، فورمات ومالات در E.coli ، با افزایش فشار کاهش میابد . استفاده و تاثیر مشخص وبارز این روش در غیرفعال کردن میکروارگانیسمهای پاتوژن آنزیمها درآبمیوه ها،خصوصا آب سیب وپرتقال می باشد . اثرگذاری این تیمار روی فعالیت پلی فنل اکسیداز درآب سیب وپکتین استراز درآب پرتقال مشخص می باشد. فعالیت پکتین استراز باقیمانده در آب پرتقال در شرایط فشار ۴۵۱ اتمسفر، دمایCº ۵۱ ودر زمان ۳۱ دقیقه حدود ۰% اندازه گیری شده که در مقایسه با ۰۹ % در شرایط فشار ۴۵۱ اتمسفر،دمایCº ۴۱ وزمان ۶۱ دقیقه نتیجه مطلوب ومناسبی است. همچنین فعالیت پلی فنل اکسیداز در آب سیب پس از تیمار درفشار ۴۵۱ اتمسفر،دمایCº ۵۱ و زمان ۶۱ دقیقه حدود ۲%محاسبه شده است .
-ایزوآنزیمهای مقاوم به فشار عامل فعالیتهای پس از فرایند فشار هستند. غیر فعال کردن آنزیمها در این روش برگشت ناپذیر است وآنزیمها دردوره نگهداری نمی توانند دوباره فعال شوند. HPPبه عنوان تکنولوژی سودمندی برای غیرفعال کردن آنزیمها درآبمیوه ها ثبت گردیده، فشار بالاتر از ۴۱۱ اتمسفربا حرارت ملایم کمتر ازCº ۵۱ همراه شده ودر نتیجه غیرفعال کردن آنزیمها تسریع یابد. تاثیر HPP در سرعت ومیزان دناتوراسیون برگشت ناپذیر آنزیمها به ترکیب وساختار آنزیم، pH ، فشارودما بستگی دارد (Heinz et al., 2010).
۱-۱۱-۲- استفاده از فشار بالا در فرآوری مواد غذایی
از فرآوری در فشار بالا می توان برای افزایش زمان نگهداری موادغذایی،انجماد زدایی موادغذایی منجمد ونگهداری مواد غذایی بدون استفاده از انجماد استفاده نمود. با بهره گرفتن از فشارهای مناسب ، میکروارگانیسمها ، اسپورها وآنزیمهای نامطلوب غیرفعال شده ودر نتیجه زمان نگهداری مواد غذایی افزایش می یابد .
۱-۱۱-۳- اثر فرایند HPP بر مواد غذایی مختلف
در میوه ها :این فرایند می تواند رنگ طبیعی وشفاف،خصوصیات بافت وطعم طبیعی میوه ها را برای مدت طولانی حفظ کند.استفاده صحیح ودقیق این روش امکان فرآوری بسیاری از فراورده های میوه ای تازه را فراهم می کند، مانند قطعه های میوه در آبمیوه ، ژل میوه ای.آب گریپ فروتی که با این روش تهیه شود، فاقد طعم تلخ لیمونین خواهدبود که در فرآوری متداول حرارتی وجود دارد. اگر میوه هایی نظیر هلو و گلابی به مدت ۳۱ دقیقه در فشار ۴۰۱۱ اتمسفر فرآوری شوند، حالت استریل خود را تا ۵ سال حفظ خواهند نمود. طعم آب مرکباتی که بدون پاستوریزه شدن تحت تیمار فشار قرار گرفته اند همانند میوه تازه بوده و ویتامین C آنها حفظ می شود و تا ۶ ماه قابلیت نگهداری دارند.
در فرآورده های گوشتی، اگر چه HPP در غیرفعال کردن باکتریهای مسمومیت زا مانند Listeria ، Salmonella و E.coli اثر قابل ملاحظه ای دارد،تاکنون صنعت گوشت در زمینه کاربرد HPP وسعت چندانی نیافته است. استفاده از HPP هزینه بالایی دارد ، همچنین HPP روی خواص حسی گوشت اثرگذار است واغلب باعث تسریع دناتوراسیون پروتینهای گوشت می شود.با این وجود استفاده از HPP در غذاهای آماده گوشتی مثل همبرگر وسالامی موفقیت آمیز بوده است .
در فرآورده های لبنی ، فرایند HPP ،علاوه بر هزینه زیادی که دارد،در مورد تأمین سلامت فرآورده لبنی قابل رقابت با فرایند حرارتی نیست . HPP بیشتر در فرآوری پنیر،اصلاح حالت کف کنندگی،امولسیفیه کردن و اصلاح خصوصیات ژله ای شدن پروتینهای شیر استفاده می شود . در انتها برای ارزیابی فناوری فشار بالا می توان گفت؛ مزیت عمده این روش غیر فعال شدن آنزیمها بدون تخریب مواد مغذی و تغییر طعم وبافت مواد غذایی می باشد،همچنین همراه با برخی اثرات مطلوب می باشد. واز محدودیت های آن،مشکل فنی نصب لوله های مقاوم به فشار بسیار بالا ،نیاز به سرمایه گذاری بالا و عدم کفایت این روش برای غیر فعال کردن برخی اسپورها می باشد .
۱-۱۲- میدانهای الکتریکی پالسی قوی
از میدان الکتریکی با پالسهای کوتاه و مقیاس زمانی بین میکروثانیه و میلی ثانیه جهت سالم سازی مواد غذایی مایع استفاده می شود . در این روش ماده غذایی ممکن است تحت شرایط محیطی و یا دماهای پایین )سرد شده ) فرآوری گردد. جهت به حداقل رسیدن فرایند حرارتی در روش استفاده از میدانهای الکتریکی پالسی، ماده غذایی در زمانی کوتاه و با صرف انرژی کم فرآوری می گردد (Espina et al., 2013) .
۱-۱۲-۱- سیستم های فرآوری در میدانهای الکتریکی پالسی قوی
-سیستم فرآوری در میدانهای الکتریکی پالسی قوی از اجزای مختلفی تشکیل شده اند که عبارتند از: منبع انرژی، خازن ذخیره سازی، کلید، محفظه واکنش، پروب ولتاژ، پروب جریان برق، پروب درجه حرارت و نیز تجهیزات بسته بندی اسپتیک. جهت شارژ نمودن خازن از یک منبع انرژی استفاده می شود. وظیفه کلید نیز تخلیه انرژی ذخیره شده در خازن به ماده غذایی موجود در محفظه واکنش است. سیستم کلید ممکن است ایجاد جرقه و اشتعال جیوه، جرقه گاز، ویا آهنربا باشد.در این روش ممکن است ماده غذایی در یک محفظه ثابت قرار گیرد ویا ازطریق یک سیستم مداوم به داخل محفظه پمپ گردد. محفظه های ثابت برای مطالعه اولیه در سطح آزمایشگاهی مناسب هستند،ولی در مقیاس پایلوت و یا تولید صنعتی استفاده از منبع مداوم توصیه می شود. قدرت میدان الکتریکی، ولتاژ و شدت جریان نیز به کمک سیستم
نمایش نوسانات اندازه گیری می شوند. در مرحله بعد ماده غذایی فرایند شده در ظروف کوچک ویا به میزان انبوه در ظروف بزرگتر به روش اسپتیک بسته بندی می گردد. جهت افزایش زمان نگهداری توصیه می شود ماده غذایی فرایند شده در درجه حرارتهای سرد نگهداری شود .
-در فرآوری مواد غذایی به کمک میدانهای مغناطیسی ممکن است حرارت نیز تولید شود. معمولا در داخل سیستم وسیله ای جهت خنک کردن محفظه واکنش تعبیه شده است . یکی از اجزای مهم و پیچیده این سیستم، محفظه واکنش است. تا به حال انواع مختلفی از محفظه های ثابت و مداوم طراحی شده اند . در مطالعات اولیه این نوع سیستم ها از محفظه های واکنش ثابت استفاده می شده است، ولی بعدها محفظه های مداوم ومتحدالمحور طراحی شده و گسترش پیدا کردند. ترتیب قرار گرفتن الکترود نیز در نابودی میکروارگانیسمها مؤثر است .از محفظه هایی با ظرفیت بالاتر می توان در مقیاس صنعتی استفاده نمود . اجتناب از تجزیه دی الکتریک مواد غذایی در این سیستم امری مهم می باشد. آن دسته از مواد غذایی که نسبت به تجزیه دی الکتریک حساس هستند جهت فرآوری در سیستم میدان الکتریکی مناسب نمی باشند. خطر تجزیه دی الکتریک یکی از عوامل محدودکننده کاربرد میدانهای الکتریکی پالسی بخصوص برای مواد غذایی مایع است . همچنین، این سیستم جهت فرآوری مواد غذایی حاوی کف )به دلیل حساسیت حبابهای هوا به تجزیه دی الکتریک( مناسب نمی باشد .این روش در افزایش زمان نگهداری و کیفیت محصولات مایع مانند آب پرتقال، شیر پس چرخ، آب سیب، تخم مرغ مایع وهمچنین سس پنیر وسالسا موثر عمل می کند .
۱-۱۲-۲- اثرات بیولوژیکی و کاربردهای میدانهای الکتریکی پالسی در نگهداری مواد غذایی
شیری که با بهره گرفتن از میدانهای الکتریکی پاستوریزه می شود، معایب شیری که به روش حرارتی پاستوریزه شده است را ندارد Getchell. در سال ۱۹۳۵ نوعی فرایند پاستوریزاسیون الکتریکی با ظرفیت ۱۱۰ گالن در ساعت برای شیر معرفی نمود که یک روش ساده، انعطاف پذیر، مقرون به صرفه، سریع و قابل اطمینان می باشد. در این روش با عبور جریان الکتریکی از داخل شیر حرارت لازم برای غیرفعال شدن میکروارگانیسمها ایجاد میگردد. البته استفاده از PEF جهت پاستوریزاسیون شیر به دو دلیل کمتر مورد توجه قرار گرفته است :
الف( ناتوانی در طراحی تجهیزاتی که بتوان به کمک آنها دمای شیر را کنترل کرد؛
ب( عدم کفایت ظرفیت سیستم جهت فرآوری حجم زیادی از شیر .
اگرچه روش های پاستوریزاسیون حرارتی و الکتریکی میکروارگانیسمها را غیر فعال می کنند، اما کیفیت شیری که به روش حرارتی پاستوریزه شده است در مقایسه با روش الکتریکی )از نظر حفظ تازگی طبیعی( پایین تر می باشد .باکتریهای گرم مثبت و سلولهای رویشی در مقابل PEF نسبت به باکتریهای گرم منفی مقاومت بیشتری دارند، و مخمرها نسبت به باکتریها حساسترند. سلولهای رویشی بیشتر از اسپورها در معرض PEF قرار می گیرند. همانند روش HPP ،قابلیت عملکرد PEF در ترکیب با روش های دیگر افزایش می یابد. روش های کمکی مانند افزودن ترکیبات آنتی میکروب مثل نیسین، ارگانیک اسید، کاهش pH وحرارت ملایم. تمام این عوامل اثر سینرژیستی روی قابلیت PEF دارند.اگر چه باکتریهای رویشی در میدانهای الکتریکی غیر فعال می شوند،اما اسپورهای Basillus.cereus و Basillus.polymyxa حتی در میدانهای الکتریکی با شدت kv/cm 30 مقاوم هستند. البته، اسپورها پس از رویش به میدانهای الکتریکی حساس خواهند شد .
پالسهای الکتریکی بر جوانه زنی اسپورها اثری ندارند و لذا آنها را غیرفعال نمی کنند. اگر بتوان جوانه زنی اسپورها را با سایر روشها تحریک کرد، سلولهای رویشی حاصل با پالسهای الکتریکی غیرفعال خواهند شد. سیمپسون و همکارانش گزارش کرده اند که با ترکیبی از لیزوزیم و پالسهای الکتریکی تعداد اسپورهای Basillus.subtilis تقریبا ۵ سیکل لگاریتمی کاهش می یابد. لیزوزیم احتمالاپوشش اسپورها را حل کرده و سبب حساسیت سلول به میدان الکتریکی می شود. بنابراین،با ترکیبی از میدان الکتریکی و سایر روشها می توان اسپورها را نیزغیرفعال کرد. استفاده از روش ترکیبی در غیرفعال نمودن میکروارگانیسمها در آب میوه ها به ویژه در آب سیب مورد بررسی قرار گرفته است. به این ترتیب اثرضد میکروبی PEF در آب سیب هنگامی که بابرخی از ادویه ها و روغنهای اساسی آنها همراه شده، بسیار مؤثر گزارش شده است .
-تاثیر دو ادویه میخک و نعناع در ترکیب با روش PEF در غیرفعال سازی میکروارگانیسمها مسلم است. هنگامی که از پودرهای دارچین، زردچوبه، جوزهندی، هل و فلفل قرمز به مقدار w/w 2% در دمایCº ۴۵ استفاده شد،در تعداد میکروارگانیسمها log3-2 کاهش مشاهده شد. هنگامی که از نعناع به مقدار ۰۱۸ % و در دمایCº ۴۵ استفاده شد،جمعیت کاهش یافته به log6 رسید .روغن میخک آنتی میکروب بسیار مؤثری است، هنگامی که غلظت روغن میخک در آب سیب %۱۱۹ است، در دمای اتاق کاهش بار میکروبی به log5.3 می رسد. غیرفعال شدن میکروارگانیسمها هنگامی که از ادویه و حرارت با هم استفاده شود بیشتر است. اما بیشترین تاثیر هنگامی مشاهده شد که روغن میخک و عصاره نعناع با PEF (40 pulses of 90 kv/cm ) استفاده شدند. اثرگذاری ادویه ها در غیر فعال کردن میکرو ارگانیسمها در آب سیب همراه با PEF و همچنین بدون آن در جدولهای ذیل آمده است.مکانیسم غیرفعال شدن میکروارگانیسمها رادر روش PEF مربوط به تخریب الکتریک غشاهای بیولوژیکی می دانند (Vega-Mercado et al., 1997) .
۱-۱۲-۳- اثر میدانهای الکتریکی پالسی بر آنزیمها
فعالیت آنزیمهای لیپاز و آمیلاز در میدان الکتریکی با شدت kv/cm 30 متوقف نمی شود. سلولهای E.coli که در اثر میدان الکتریکی غیرفعال شده اند توانایی ساخت بتا گالاکتوزیداز را از دست می دهند. البته، فعالیت بتاگالاکتوزیداز در سلولهای “اشرشیا کلی” که با بنزن گرم خانه گذاری شده اند ، تحت تاثیر میدان الکتریکی قرار نمی گیرد. هیچ کاهش قابل توجهی در فعالیت NADH دهیدروژناز، سوکسینیک دهیدروژناز و هگزوکیناز پس ازاعمال میدان الکتریکی مشاهده نمی شود . میکروارگانیسمهای سایکروتروف می توانند مشکلات کیفی در شیرهای یخچالی ایجاد کنند. سودوموناس یک باکتری سایکروتروف است که پروتئاز تولید می کند. پروتئازها به کازئین و پروتینهای آب پنیر حمله کرده و شیر نگهداری شده در دمایCº ۴ را تلخ و منعقد می کنند. Vega و همکارانش غیرفعال شدن یک پروتئاز به دست آمده از “سودوموناس فلورسنس” را مطالعه کردند. پروتئاز پس از ۹۱ پالس با شدت ۱۱۹۵ HZ و در میدان الکتریکی با شدت ۰۸ kv/cm در یک سیستم مدل حاوی Tryptic soy broth وعصاره مخمر تا %۸۱ غیرفعال می شود. البته، سرعت غیرفعال شدن پس از ۲۸ پالس با شدت پالس Hz 2 و شدت میدان الکتریکی ۰۴ kv/cm در شیر پس چرخ ۶۱ % بوده است. شدت میدان بالا( ۹۵ kv/cm )و شدت پالس ۱۱۶ kw/cm ) )حساسیت پروتینهای شیر پس چرخ به پروتئولیز را افزایش می دهند. آنزیم فسفاتاز قلیایی به عنوان شاخص کفایت حرارتی پاستوریزاسیون کاربرد دارد. فعالیت فسفاتاز قلیایی با بهره گرفتن از ۰۱ پالس با شدت میدان الکتریکی ۰۸۱۸ kw/cm به میزان ۶۱ % در شیر خام و شیر ۹% چربی و به میزان ۶۵ % در شیر بدون چربی کاهش می یابد. اگرچه فسفاتاز قلیایی طبیعی نسبت به هضم تریپسین مقاوم است اما تیمار با میدان الکتریکی فسفاتاز قلیایی را برای تریپسین قابل هضم می سازد (Barbosa-Canovas et al., 1999).
۱-۱۳- استفاده از ترکیبات شیمیایی و بیو شیمیایی در نگهداری مواد غذایی
افزودنیها بنا به دلایل مختلفی در مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرند. این دلایل عبارتند از: افزایش زمان ماندگاری، ایجاد رنگ، ایجاد طعم، بهبود بافت و یا ارزش تغذیه ای ماده غذایی . بر اساس تعریف وزارت دارو و غذای امریکا از نگهدارنده های شیمیایی، نگهدارنده شیمیایی عبارت است هر نوع ماده شیمیایی که وقتی به ماده غذایی افزوده شود سبب افزایش طول عمر ویا به تعویق انداختن زمان فساد آن می گردد. البته،این مواد شامل نمک طعام، شکر، سرکه ها، ادویه ها و روغنهای حاصل از آنها و نیز موادی که ماده غذایی به طور مستقیم در معرض آنها قرار داده می شود نظیر ترکیبات دودی حاصل از چوب و یا مواد شیمیایی آفت کش و حشره کش نمی شود (Davidson et al., 2007) .
۱-۱۳-۱- ترکیبات شیمیایی با خواص ضد میکروبی
اسیدهای آلی: یکی از بهترین روش های ممانعت از فعالیت میکروارگانیسمهای مشکل ساز در دمای اتاق کاهش pH است. این کار توسط افزودن اسیدهای آلی مثل :
*اسید بنزوئیک: یکی از قدیمیترین مواد شیمیایی مورد استفاده در مواد غذایی، دارویی و آرایشی اسید بنزوئیک است. نمک سدیم اسید بنزوئیک به صورت طبیعی در آلوی خشک، دارچین، تمشک، سیب، توت فرنگی و ماست وجود دارد. برخی از مواد غذایی که به کمک اسید بنزوئیک و بنزوات سدیم قابل نگهداری هستند عبارتند از: آبمیوه ها، شربت سیب، نوشیدنیهای کربناته و غیر کربناته، محصولات آردی پخته شده، سسهای سالاد، مارگارین، کچاپ گوجه فرنگی، سالاد میوه، ساورکرات، مربا و ژله. اسد بنزوئیک و بنزوات سدیم به عنوان قارچ کش نیز عمل می کنند و جهت جلوگیری از بیماریهای پس از برداشت میوه ها و سبزیها به کار می روند. اسید بنزوییک وبنزوات سدیم جزو لیست GRAS1 بوده و بهترین افزودنی جهت نگهداری مواد غذایی با pH کمتر از ۴۱۵ می باشند. در غذاهای اسیدی بنزوات به عنوان ترکیب ممانعت کننده از رشد کپک و مخمر عمل می نماید .
اسید سوربیک: اسید سوربیک نیز یک ترکیب طبیعی در مواد غذایی است که نمکهای پتاسیم، سدیم و کلسیم آن برای نگهداری مواد غذایی استفاده می شود. حداکثر مصرف مجاز سوربات در مواد غذایی ۱۱۹ % است. بیشترین اثراسید سوربیک در pH زیر ۶ ظاهر می شود . بیشتر بر کپک و مخمر مؤثرند. باکتریهای حساس به سوربات عبارتند از: St.aureus ، Salmonella ، Coliform ها ، باکتریهای سایکروتروف عامل فساد و Vibrio.parahaemolyticus .وجود سوربات تخریب حرارتی اسپورها را تسهیل می کند .
فعالیت آنزیمهایی نظیر سوکسینات، دهیدروژناز، فوماراز و آسپارتاز به کمک سوربات متوقف می شود. در فرآورده های لبنی مخصوصا پنیر، کیک و کلوچه، سبزیهای تخمیری، میوه های خشک شده و مربا و ژله، نوشیدنیها، مایونز و فرآورده های گوشت و ماهی نظیر ماهی شور شده و دودی و سوسیسهای خشک کاربرد دارد. همچنین، به عنوان ماده ضد بوتولیسم در فرآورده های گوشتی به کار می روند. با توجه به خطرزا بودن نیتریت و نیتروزآمینها برای سلامت مصرف کننده، می توان با استفاده توام از سوربات و نیتریت غلظت نیتریت مصرفی را در فرآورده های گوشتی کاهش داد .
* اسید پروپیونیک: نمکهای اسید پروپیونیک طعم پنیری در محصول بوجود می آورند. پروپیوناتها در pH بالای ۵۱۵ اثر می کنند. به طور طبیعی در پنیر و دستگاه گوارش نشخوارکنندگان وجود دارد. اثر ممانعت کنندگی روی کپکها دارند .
* اسید استیک: جزو لیست GRAS بوده و به عنوان ماده اسیدی کننده و طعم دهنده در میوه ها و سبزیهای کنسرو شده، مایونز، سسهای سالاد و سوسیسها کاربرد دارد. اثر ممانعت کنندگی اسیداستیک روی باکتریها به مراتب شدیدتر از کپکها و مخمرهاست. این اسید از رشد کپکهای Aspergillus و Rhizopus در نان جلوگیری می کند .
* اسید سیتریک: مهمترین اسید آلی مورد استفاده در صنایع غذایی است . از اسید سیتریک به عنوان نمونه
استاندارد در بررسی اثر سایر اسیدها بر مواد غذایی استفاده می شود. این اسید یک پیش ساز دی استیل
محسوب می شود، لذا از آن جهت بهبود طعم فرآورده های لبنی کشت داده شده استفاده می شود. در مواد
غذایی نظیر بستنی، شربت، سسهای سالاد، میوه های نگهداری شده، مربا و ژله استفاده می شود .
* اسید لاکتیک: نوعی افزودنی GRAS است که در ساخت شیرینیها، افزودنیهای لبنی و فرآورده های
گوشتی، آبجو، شراب، نوشیدنیها، فرآورده های پخته شده غلات و لاکتیلاتهای کلسیم و پتاسیم که جهت
بهبود خواص خمیر در صنایع غلات کاربرد دارند استفاده می شود .
|
[شنبه 1400-03-22] [ 01:07:00 ب.ظ ]
|
