تهران کرج پرديس کشاورزي و منابع طبيعي دانشگاه تهران دانشکده مهندسي بيوسيستم کشاورزي گروه علوم و صنايع غذايي چکيده يکسان است. مقدمه

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "تهران کرج پرديس کشاورزي و منابع طبيعي دانشگاه تهران دانشکده مهندسي بيوسيستم کشاورزي گروه علوم و صنايع غذايي چکيده يکسان است. مقدمه"

Πιλάτος Κουρμούλης
5 χρόνια πριν
Προβολές:

ي م مزایای فرآیند استریلیزاسیون فشار بالا در ارتباط با کیفیت محصولات غذایی سید محمد تقی غریب زاهدی سید محمد موسوی سید هادی رضوی حسین کیانی تهران کرج پرديس کشاورزي و منابع طبيعي دانشگاه تهران دانشکده

1 ي م مزایای فرآیند استریلیزاسیون فشار بالا در ارتباط با کیفیت محصولات غذایی سید محمد تقی غریب زاهدی سید محمد موسوی سید هادی رضوی حسین کیانی تهران کرج پرديس کشاورزي و منابع طبيعي دانشگاه تهران دانشکده مهندسي بيوسيستم کشاورزي گروه علوم و صنايع غذايي چکيده فرايند فشار بالا به عنوان روشي نوين در فراوري مواد غذايي جايگزين بسيار مناسبي براي روش هاي معمول نگهداري مواد غذايي از جمله استريليزاسيون حرارتي است. در روش فشار بالا با انتخاب شرايط مناسب فرا يند ضمن غير فعال سازي سلول هاي رويشي و اسپورهاي باکتريايي و در نتيجه توليد محصولات غذايي پايدار امکان کاهش اثرات فراوري بر خواص محصول فراهم مي شود. به علت استفاده از فشارهاي بالا طي تراکم ا دياباتيک بخار ا ب در دماهايي پايين تر از نقطه جوش نرخ انتقال حرارت افزايش مي يابد. در چنين شرايطي اثر تخريب کنندگي حرارت بر روي ميکروارگانيسم ها بيشتر مي گردد. علاوه بر سترون سازي کامل محصولات فراوري شده نسبت به محصولات حرارت ديده داراي کيفيت بالاتري هستند و از لحاظ بافت طعم و حفظ مواد مغذي مطلوب تر مي باشند. تا ثير استريليزاسيون با فشار بالا بر رنگ نيز به نوع محصول وابسته است و تعيين شرايط مناسب فراوري جهت حفظ رنگ ضروري است. مطالعات نشان داد که تغييرات رنگي در دو روش استريليزاسيون با فشار بالا و حرارت تقريب ا يکسان است. کلمات کليدي: فرا يند فشار بالا کيفيت ماده غذايي سترون سازي فراوري حرارتي مقدمه فراوري محصولات غذايي تحت فشار بالا به عنوان روشي نوين با مزاياي قابل توجه بخصوص در زمينه کيفيت مواد غذايي مطرح است. بکارگيري فشاري معادل ۴۰۰-۶۰۰ Mpa ميکروارگانيسم هاي رويشي را در دماهاي پايين غيرفعال مي سازد و فعاليت ا نزيم ها را کاهش مي دهد. ا سيب پذيري غشاي سلولي دناتوراسيون پروتي ين و کاهش ph درون سلولي از علل غير فعال سازي ميکروارگانيسم مي باشند. همچنين غير فعال سازي ا نزيم هاي متصل به غشاء و خروج پروتون ها حاي ز اهميت است. مواد طعمي رنگ و بسياري از ويتامين ها در فراوري فشار بالاي معادل با پاستوريزاسيون بدون تغيير باقي مي مانند. استريليزاسيون محصولات غذايي با فشار بالا دماهاي در C حدود ۶۰-۹۰ انجام مي شود و بر اساس تراکم ا دياباتيک حرارت دهي با سرعت بالا در اين دماها امکان پذير مي شود. استريليزاسيون با فشار بالا ترکيبي از فشار و حرارت است که به غير فعال سازي ا نزيم ها و اسپورها نسبت داده مي شود. نتيجه اين فرا يند توليد محصولي با پايداري و کيفيت بالاتر در مقايسه با فرا يندهاي معمول است. در اين مقاله سعي شود روش ها و پيش نيازهاي لازم براي استريليزاسيون با فشار بالا و اثرات شگرف ا ن بر کيفيت مواد غذايي در مقايسه با روش هاي معمول با ميزان ماندگاري يکسان بررسي شود( 1-5 ). استریلیزاسیون با فرآیند فشار بالا 1 استريليزاسيون فشار بالا در ترکيب هايي خاص از دما و فشار در شرايط ا دياباتيك انجام مي شود و ميزان افزايش دماي اوليه محصول و خصوصيات مواد تشكيل دهنده محصول طبق معادله زير تعيين مي شود: dt αt = dp ρ C P

2 که T دما ) (k P فشار (Pa) αضريب انبساط حجمي ) (1/k ρ چگالي ) 3 (Kg/m و Cp گرماي ويژه ) k (J/Kg مي باشند. به علت تغيير فشار و دما خواص اكثر مواد غذايي در شرايط فشار بالا مشخص نيست. محاسبه توزيع دما در محصول تابعي از زمان و فاصله است. در مقايسه با روش هاي معمول اين فرا يند در زمان كوتاهتر و دماي كمتر امكان پذير است. فشار بالا در مقايسه با فشار اتمسفري بيشينه دما را تا ۱۰ كاهش مي دهد. بنابراين ملايم تر بودن تيمار حرارتي تا ثير مثبتي بر خواص مواد غذايي حساس به حرارت دارد. زمان كوتاهتر حرارت دهي دماهاي بيشينه كمتر حرارت دهي و سرد كردن سريع تر و توزيع يكنواخت تر دما به صورت شعاعي از مزاياي سترون سازي فشار بالا مي باشند. جهت استريل کردن ماده غذايي ترکيبي مناسب از فشار دما و زمان تيمار انتخاب مي گردد و شاخص هايي مانند دماي اوليه محصول و ظرف فشار مايع و فشار مورد استفاده دماي فرايند زمان و تعداد ميكروب ها اهميت دارند. در تحقيقي استريليزاسيون غذاهايي با اسيديته پاي ين با دماي اوليه C ۷۰ انجام گرفت. در طي اين فرا يند دما به بالاتر از ۱۰۵ افزايش يافت كه براي استريل کردن ماكاروني و پنير C با بار ميكروبي اوليه ۱۰ ۶ اسپور كلستريديوم اسپوروژنز در هر گرم کافي است. استريليزاسيون ميوه پنير ا ب پرتقال با فشار ۱۷۵ Mpa طي ۵-۸ روز در دماي توانست گوشت را با C ۱۸-۲۳ انجام شد. شرايط فشار تک پالسي ۶۲۱ Mpa زمان ۵ دقيقه و دماي اوليه ۹۸ ۱۰ ۷ ۱۰-۱۳ اسپور در هر گرم استريل ک دن.(4, 6-10) میکروبیولوژی با توجه به غير فعال سازي ميكروارگانيسم ها جدول ۱ نشان مي دهد كه استريليزاسيون تجاري چگونه مي تواند با يك فرا يند دوپالسي (طول هر پالس ۱ دقيقه و فاصله زماني ۳۰ ثانيه) به انجام رسد. اين جدول نشان مي دهد كه افزايش فشار به C وسيله دماي اوليه محصول مي تواند كاهش يابد. جدول ۲ نيز بررسي فرا يندهاي استريليزاسيون با فشار بالا با دو پالس در ۹۰ و فشار ۷۰۰ Mpa را براي دامنه اي از محصولات غذايي با ميكروارگانيسم هاي موجود نشان مي دهد. نتايج حاكي از ا ن است كه اين فرا يند باعث غيرفعال سازي سلول هاي رويشي و اسپورهاي موجود در اين محصولات شده است. غيرفعال سازي اسپورهاي كلستريديوم اسپوروژنز با فشار Mpa بوتولونيم نوع E نيز در فشار ۸۲۷ Mpa و دماي ۵۰ ۶۰۰-۸۰۰ و دماي ۱۰۰ امكان پذير شد. اسپورهاي كلستريديوم يا ۵ ۵۵ سيكل لگاريتمي كاهش يافتند. استريليزاسيون با فشار بالا نوعي فرا يند هم افزايي فشار و دماست كه در ا ن فشار موجب توزيع يكنواخت و سريع حرارت مي شود (8). جدول ۱: استريليزاسيون فشار بالا با فرا يندي دوپالسي براي بعضي از محصولات غذايي (8) فشار (MPa) ۶۹۰ ۸۲۸ ۱۱۷۲ ۱۷۰۰ نوع غذاها اكثر سبزيجات پاستا سوس گوشت اكثر سبزيجات سيب زميني سبزيجات و محصولات سيب زميني غذاهاي دريايي تخم مرغ ها شير دماي اوليه (C ) ۹۰ ۸۰ ۷۰ ۶۰ جدول ۲ : شمار اسپورها و ميكروب هاي هوازي تحت فرا يند فشار بالا (فشار دو پالسي دماي اوليه ۹۰C و فشارپالس (8)(۷۰۰ MPa 2

3 بار ميكروبي كل تعداد اسپورها محصول غذايي اوليه بعد از فرايند اوليه بعد از فرايند ۳/۵ a ۶/۱ لوبياي سبز ۳/۵ ۸/۲ اسفناج ۴/۷ ۶/۹ مارچوبه ۰/۷ ۴/۴ شير ۳/۹ ۴/۸ ريحان تا log 1.4 بسته به نوع محصول از log 1.0 (CT) حد اطمينان a: کیفیت محصول شدت فرا يند حرارتي ما بين استريليزاسيون حرارتي و فشار بالا متفاوت است (شكل ۱). با توجه به حرارت كمتر اعمال شده خصوصيات كيفي كاهش كمتري از خود نشان مي دهد. شکل ۱: مقايسه شدت استريليزاسيون حرارتي و فشار بالا شكل ۲ - تا ثير مختلف بر تركيبات عطري (متيل كاويكول و لينالول) ريحان( 7 ) مشكل اصلي استريليزاسيون حرارتي از دست رفتن ميزان قابل توجهي از طعم گياهان پس از فرا وري است. فرا يند فشار بالا در ريحان تازه باعث ماندگاري بهتر ترکيبات اصلي روغن اساسي در مقايسه با فرا يندهاي انجماد خشك كردن و استريليزاسيون حرارتي مي شود (شكل ۲). بنابراين اين فرا يند مي تواند موجب حفظ تركيبات طعمي براي ساير گياهان تازه شود. از اينرو فرا يند فشار بالا منجر به توليد محصولي با طعم غ ين تر مي شود و براي محصولاتي چون سوپ سيب زميني و سوس ها مناسب است. فرا وري اغلب باعث از دست رفتن بافت ماده غذايي مي شود. امروزه سبزي هايي با بافت سفت تر مصرف مورد پسند تر است. استريليزاسيون فشار بالا در مقايسه با فرا يندهايي مانند انجماد خشك كردن و استريليزاسيون حرارتي باعث حفظ سفتي لوبياي سبز مي شود (شكل ۳). در بعضي از محصولات نظير سيب و توت فرنگي فشار بالا باعث نرم شدن بافت مي شود. اثر استريليزاسيون با فشار بالا بر رنگ ماده غذايي شدي د ا به نوع محصول وابسته است. در مقايسه با استريليزاسيون حرارتي فرا يند فشار بالا موجب حفظ بهتر رنگ ماده غذايي مي شود. رنگ بعضي از محصولات گياهي سبز رنگ حاوي كلروفيل در طي فرا وري با فشار بالا مشابه استريليزاسيون حرارتي تحت تا ثير قرار مي گيرد. اين در حالي است كه ساير محصولات نظير اسفناج تغيير رنگ كمتري دارند و يا هويچ رنگ خود را به ميزان قابل توجهي حفظ مي كند. رنگ اسفناج و پوره سيب زميني فرا وري شده با فشار بالا بهتر از فرا يند استريليزاسيون حرارتي است در حالي براي لوبيا سبز تفاوتي وجود ندارد (شكل ۴) (7). 3

4 شكل ۳ - تا ثير فرا يندهاي مختلف بر بافت لوبيا سبز (7) شكل ۴ - تا ثير فرا يندهاي مختلف بر رنگ لوبيا سبز اسفناج و پوره سيب زميني (7) نتيجه گيري امروزه استريليزاسيون با فشار بالا يكي از تكنولوژي هاي مهم در صنايع غذايي است. با استفاده از فرا يند تركيبي فشار و دما و افزايش تراكم ا دياباتيك غيرفعال سازي اسپورهاي ميكروبي به خوبي امكان پذير مي گردد. در مقايسه با پاستوريزاسيون تحت فشار بالا افزايش دما در طي فرا يند و نيز اختلاف دما بين مكان هاي مختلف در ظرف نقش مهمي را در اين فرا يند ايفا مي كند. استريليزاسيون با فشار بالا در مقايسه با استريليزاسيون حرارتي ا سيب كمتري به محصول وارد مي نمايد و بافت طعم و مواد مغذي را بهتر حفظ مي كند. اثرات فرا يند بر روي رنگ محصول تابع نوع ماده غذايي است. نتايج اين بررسي نشان مي دهد كه اثرات تيمار به نوع محصول وابسته مي باشد و از اينرو انتخاب دقيق شرايط مناسب فرا يند ضروري است. 1. Cheftel, J. C. (1995). Review: high pressure, microbial inactivation and food preservation. Food Science and Technology International, 1, De Heij, W., Van Schepdael, L., Van den Berg, R., & Bartels, P. (2002). Increasing preservation efficiency and product quality through control of temperature distribution in high pressure applications. High Pressure Research, 22, Fennema, O. R. (1996). Food chemistry. New York: Marcel Dekker. Hayakawa, I., Kanno, T., Tomita, M., & Fujio, Y. (1994). Application of high pressure for spore inactivation and protein denaturation. Journal of Food Science, 59, Hirsch, G. P. (2000). Hydraulic pressure sterilization and preservation of foodstuff and feedstuff. United States Patent Hoogland, H., De Heij, W., & Van Schepdael, L. (2001). High pressure sterilisation: novel technology, new products, new opportunities. New Food, 3, Krebbers, B., Koets, M., Van den Wall, F., Matser, A. M., Moezelaar, R., & Hoogerwerf, S. W. (2002). Effects of high pressure processing on the quality of green beans. In R. Hayashi (Ed.), Trends in High Pressure Bioscience and Biotechnology (pp ). 7. Krebbers, B., Matser, A. M., Koets, M., Bartels, P. V., & Van den Berg, R. W. (2002). High pressure-temperature processing as an alternative for preserving basil. High Pressure Research, 22, Meyer, R. S., Cooper, K. L., Knorr, D., & Lelieveld, H. L. M. (2000). High pressure sterilization of foods. Food Technology, 54(11),67,68,70, Meyer, R.S. (2000). Ultra high pressure, high temperature food preservation process. United States Patent منابع 4

5 10. Okazaki, T., Kakugawa, K., Yoneda, T., & Suzuki, K. (2000). Inactivation behaviour of heat-resistant bacterial spores by thermal treatments combined with high hydrostatic pressure. Food Science & Technology Research, 6, Abstract As an innovative food processing method, high pressure processing is a proper alternative technique for conventional food preservation methods such as heat sterilization. By selecting appropriate processing conditions, in the high pressure process, not only stable products are produced due to adequate level of treatment and its destructive effect on both vegetative forms and spores, but also it is possible to lessen the impact of process on the quality of food. Since adiabatic condensation of vapor at temperatures lower than the boiling point of water occurs when high pressures are applied, heat transfer rate increases. At the mentioned conditions heat treatment could be more effective. In addition to performing a well qualified sterilization, the product quality attributes such as texture, flavor and nutritional value are more acceptable in high pressure processing than those processed by conventional heat treatment methods. The effect of high pressure sterilization on the product color is dependent upon product type and determination of suitable conditions is necessary. Evaluations showed that color changes are almost equal for both conventional and high pressure processes. 5

Σχετικά έγγραφα

ﻞﻜﺷ V لﺎﺼﺗا ﺎﻳ زﺎﺑ ﺚﻠﺜﻣ لﺎﺼﺗا هﺎﮕﺸﻧاد نﺎﺷﺎﻛ / دﻮﺷ

ﻞﻜﺷ V لﺎﺼﺗا ﺎﻳ زﺎﺑ ﺚﻠﺜﻣ لﺎﺼﺗا هﺎﮕﺸﻧاد نﺎﺷﺎﻛ / دﻮﺷ 1 مبحث بيست و چهارم: اتصال مثلث باز (- اتصال اسكات آرايش هاي خاص ترانسفورماتورهاي سه فاز دانشگاه كاشان / دانشكده مهندسي/ گروه مهندسي برق / درس ماشين هاي الكتريكي / 3 اتصال مثلث باز يا اتصال شكل فرض كنيد