دمای ماده غذایی در طول فرآیند غیر حرارتی کمتر از دماهایی است که به طور متداول در فرآیند حرارتی استفاده می شوند. بنابراین کاهش کیفیتی که در نتیجه استفاده از دماهای بالا به وجود می آید ، در فرآیندهای غیر حرارتی به حداقل می رسد. انتظار می رود که ویتامینها،مواد مغذی ضروری و مواد مولد طعم در حین فرآیندهای غیر حرارتی بدون تغییر باقی مانده یا حداقل تغییرات را متحمل شوند. علاوه بر این فرآیندهای غیر حرارتی در مقایسه با فرآیندهای حرارتی به انرژی کمتری نیاز دارند.



مواد غذایی را می توان با روشهای غیر حرارتی نظیر استفاده از فشار هیدرواستاتیک بالا،میدان های الکتریکی پالسی،پالس های نوری شدید،تشعشع،مواد شیمیایی،مواد بیوشیمیایی فراوری نمود.

فرآوری مواد غذایی با استفاده از فشار هیدرواستاتیک بالا
((HPP) High Pressure Processing )
فناوری فشار بالا،به علت غیر فعال کردن میکروارگانیسم ها و همچنین تولید محصولاتی با کیفیت بالا اهمیت خاصی در صنایع غذایی پیدا کرده است. در ابتدا فناوری فشار بالا در تولید انواع سرامیک،استیل و آلیاژهای خاصی مورد استفاده قرار می گرفت. در دهه گذشته،فناوری استفاده از آن در صنایع غذایی نیز گسترش یافت.

تولید فشار بالا:
در صنایع فلزی و سرامیک از مخازن تحت فشاری که تحمل فشارهای بالا را دارند استفاده می شود. البته،در صنایع غذایی تجهیزاتی مورد نیازند که تحمل فشارهای بسیار بالاتر یعنی تا حدود4000 اتمسفر را داشته باشند.
فشار بالا را می توان به روشهای ذیل تولید نمود:
1- تراکم مستقیم با فشردن ماده ناقل فشار در پیستونی که قطر قسمت انتهایی آن کم می باشد.انتهای قطر پیستون توسط یک پمپ کم فشار به حرکت در می آید. در این روش تراکم بسیار سریع صورت می گیرد،اما محدودیتهای ارتباط دینامیکی فشار بالا بین پیستون و سطح داخلی مخزن کاربرد این روش را در سیستمهای نیمه صنعتی و آزمایشگاهی با مشکل مواجه می کند.
2- درتراکم غیر مستقیم از یک تشدید کننده فشاربالا برای انتقال ماده ناقل فشار از یک مخزن به مخزن بسته تحت فشار بالا استفاده می شود تا اینکه فشار به مقدار دلخواه برسد. در اکثر سیستمهای صنعتی فشاردهی ایزواستاتیک،از روش تراکم غیر مستقیم استفاده می شود.
3- با حرارت دادن ماده ناقل فشار درجه حرارت آن افزایش یافته،منبسط شده و فشار زیادی تولید می شود. بنابراین، حرارت دادن ماده ناقل فشار زمانی انجام می شود که همزمان از فشار بالا و درجه حرارت زیاد استفاده گردد. در این روش کنترل دقیق درجه حرارت در تمام حجم داخلی مخزن تحت فشار ضروری است.
شرح فرآیند
طرز کار مخزن فشار بالا
در این سیستم ابتدا ماده غذایی در یک ظرف استریل پر می شود وپس از محکم شدن درب آن در مخزن فشار قرار می گیرد تا فشار مورد نظر اعمال گردد. لفافی که برای بسته بندی مواد غذایی فرآوری شده در فشار بالا توصیه می شود کوپلیمر اتیلن وینیل الکل و پلی وینیل الکل می باشد.
از آنجا که فشار اعمال شده یکنواخت است،بسته بندی تغییر شکل پیدا نمی کند. پس از آنکه مخزن از مواد غذایی بسته بندی شده پر شد ودرب آن مسدود گردید ماده ناقل به داخل آن تزریق می شود. دراغلب سیستمهای متداول ماده ناقل فشار آب می باشد که به منظور ایجاد حالت لغزندگی وضدخورندگی آن را با مقدار کمی روغن مخلوط می کنند.
اساس استفاده از فشارهای بالا در فرآوری مواد غذایی متراکم نمودن آب اطراف آنها می باشد. در دمای اتاق حجم آب در فشار 1000 اتمسفر تا 4%، در فشار 2000 اتمسفر تا 7%، درفشار4000 اتمسفر تا 11.5%و در فشار 6000 اتمسفر تا 15% کاهش می یابد.از آنجا که متراکم کردن مایعات تغییرات حجمی کمی در آنها ایجاد می کند، خطرات ناشی از مخازن فشار بالایی که در آنها از آب استفاده می شود کمتر از مخازنی است که در آنها از گاز متراکم استفاده می گردد.
در این روش ماده غذایی به مدت مشخصی تحت فشار بالا قرار می گیرد. زمان نگهداری ماده غذایی در مخزن تحت فشار به نوع ماده غذایی و درجه حرارت فرآیند بستگی دارد. در پایان زمان فرآوری،فشار داخل مخزن حذف می شود تا مواد فرآوری شده خارج گردند. سپس بخش دیگری از ماده غذایی در مخزن فشار قرار می گیرد واین چرخه تکرار می گردد.
به لحاظ مهندسی،معایب استفاده از فشار بالا در صنایع غذایی به طور عمده مربوط به ساخت مخازن تحت فشار جهت فرآوری مقادیر زیاد مواد غذایی و نیز تحمل فشار بالا می باشند. تمیزکردن دستگاه باید ساده و کار کردن با آن بدون خطر باشد. همچنین،دستگاه باید مجهز به سیستمهای کنترلی دقیق باشد.


اثرات بیولوژیکی فشار بالا
مطالعه اثر فشار بر موجودات زنده،بیولوژی فشار(باربیولوژی) نامیده می شود.همچنین به فشارهای بالاتر از فشار اتمسفر فشار بالا گفته می شود.فشار بالا تغییرات زیادی در سیستمهای بیولوژیکی،غشای سلولی و دیواره سلولی میکروارگانیسمها به وجود می آورد. به طور کلی باکتریهای گرم منفی نسبت به باکتریهای گرم مثبت در فشارهای پایین تری غیر فعال می شوند.

اثر فشار بالا برمیکروارگانیسمها
الف) تغییرات مرفولوژیکی
اکثر باکتریها می توانند تا فشارهای 300-200 اتمسفر رشد کنند.میکروارگانیسمهایی که قادرند در فشارهای بالاتر از 500-400 اتمسفر رشد کنند" باروفیل"، میکروارگانیسمهایی که در فشار بالاتر از 400-300 اتمسفر قادر به رشد نبوده ویا رشد کمی دارند" باروفوب" نامیده می شوند.

توقف حرکت
اکثر باکتریهای اگر به مدت طولانی در معرض فشار400-200 اتمسفر قرار گیرند،قابلیت حرکت خود را از دست می دهند.Escherichia coli ، Vibrio وPseudomonas در فشار 100 اتمسفر فلاژلهای خود را حفظ می کنند، اما در فشار 400 اتمسفر آنها را از دست می دهند. از بین رفتن تحرک در بعضی از باکتریها برگشت پذیر است.
ب) غیر فعال شدن میکروارگانیسمها و اسپورها
درفرآیند HPP غیر فعال کردن میکروارگانیسمهای رویشی بدون تخریب عطر،طعم،بافت،رنگ و ترکیبات مغذی صورت می گیردو فشار به تمام قسمتهای فرآورده غذایی به طور یکسان منتقل می شود. اگر فشار به کار برده شده به اندازه کافی باشد، تمام سلولهای رویشی میکروارگانیسم و اسپورها غیرفعال می شوند.
اثرات شیمیایی و میکروبیولوژیکی HPP به فاکتورهایی وابسته است، مهمترین آنها مربوط به دما و زمان است. باکتریها در مقابل فشارمقاومتهای متفاوتی از خود نشان می دهند. معمولا باکتریهای گرم منفی مقاومت کمتری نسبت به باکتریهای گرم مثبت در برابر فشار دارند. Staphylococcus aureus مقاومت بسیار زیادی نسبت به فشار بالا دارد، همچنین "اسپورهای کلستریدیوم" مقاومت زیادی به فشار دارند. ترکیب روش HPP با حرارت ملایم، به عنوان مثال فشار
atm700-500 و دمای o c110-90 اسپورهای Cl.botulinum را غیرفعال می کند،همچنین HPP در غیرفعال کردن میکروارگانیسم درPH اسیدی موثرتر است. کپک و مخمرهای مولد فساد،در کمتر از چند دقیقه تحت فشار atm400 غیرفعال می شود،هر چند این فرآیند برای کاهش مایکوتوکسین هایی مثل پاتولین کافی نیست.
اسپورها در فشار بالا جوانه زده و به سلول رویشی تبدیل می شوند و در مرحله بعد سلولهای رویشی غیر فعال می گردند. در درجه حرارتهای پایین، فشار کم باعث جوانه زنی و حساس شدن به حرارت می شود، اما اسپورهای جوانه زده در حد ناچیزی غیرفعال خواهند شد.
پدیده غیرفعال شدن اسپورها در فشارهای زیاد به شدت تحت تاثیر درجه حرارت و به میزان کمتری تحت تاثیرpH،فعالیت آبی و قدرت یونی قرار دارد. درجه حرارت بهینه برای آغاز جوانه زنی اسپورها در فشارهای مختلف متفاوت است. اسپورها در حدود pH خنثی بیشتر و درpH های اسیدی و قلیایی، به میزان کمتری غیرفعال می شوند. شرایط بهینه جوانه زنی اسپورها در اثر فشار در حدود pH خنثی است. حلالهای غیر یونی با فعالیت آبی کم اثر کمی بر میزان غیرفعال شدن اسپورها به وسیله فشار دارند در حالیکه حضور حلالهای یونی نظیر نمک طعام سرعت غیر فعال شدن را کاهش می دهد. اکثر اسپورها در غیاب یونهای غیر آلی در اثر فشار جوانه نمی زنند. یونها ممکن است بر تجزیه آنزیمی پپتیدوگلیکان در حین جوانه زنی اثر بگذارند. اثر یونهای هیدروژن،پتاسیم،منگنز،کلسیم،منیزیم،سدیم بر جوانه زنی تحت فشار به ترتیب کاهش میابد. همچنین،حضور یونها سبب افزایش حساسیت حرارتی اسپورها در محلولهای بافر نسبت به محلولهای آب مقطر در همان فشار و دما می شود.

عوامل موثر بر غیر فعال شدن میکروارگانیسمها در فشار بالا
غیر فعال شدن میکروارگانیسمها در فشار بالا بهpH ،ترکیب،فشار اسمزی ودرجه حرارت محیط بستگی دارد. فشار بالا pH محیط را تغییر می دهد که عامل تشدید کننده غیرفعال شدن میکروارگانیسمها می شود. حساسیت باکتریها به فشار بالا در محلول نمکهای معدنی و محیطهای مغذی بیشتر می شود. با افزایش فشار حساسیت باکتریهای باروفیل به فشار اسمزی بالا زیاد می شود.
فشار بالا در درجه حرارت متوسط اثر سینرژیستی دارد. افزایش فشار غیرفعال شدن میکروارگانیسمها در دمای بالا به تاخیر می اندازد. در دمای 46.9 درجه سانتیگراد سرعت غیرفعال شدن سلولهایE.coli در فشار 400 اتمسفر کمتر ازفشار 1 اتمسفر است. اسپورها هنگامی که در دمای 30 درجه سانتیگراد در فشارهای 1000-600 اتمسفر قرار می گیرند طی چند دقیقه یا چند ساعت غیرفعال می شوند،اما در درجه حرارت پایین تر وتحت همان فشار به مدت چندین ماه زنده می مانند.


فشار بالا همچنین سبب فعال یا غیر فعال شدن آنزیمها میشود. فعالیت سوکسینات دهیدروژنازها ، فورمات ومالات درE.coli ، با افزایش فشار کاهشمیابد.
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 فشار450 اتمسفر، دمای 50 درجه سانتیگراد ودر زمان 30دقیقه حدود 7% اندازه گیری شده که در مقایسه با 12% در شرایط فشار 450 اتمسفر،دمای 40 درجه سانتیگراد وزمان 60 دقیقه نتیجه مطلوب ومناسبی است. همچنین فعالیت پلی فنل اکسیداز در آب سیب پس از تیمار درفشار450 اتمسفر،دمای 50 درجه سانتیگراد و زمان 60 دقیقه حدود 9%محاسبه شده است.
ایزوآنزیمهای مقاوم به فشار عامل فعالیتهای پس از فرآیند فشار هستند. غیر فعال کردن آنزیمها در این روش برگشت ناپذیر است وآنزیمها دردوره نگهداری نمی توانند دوباره فعال شوند.
HPP به عنوان تکنولوژی سودمندی برای غیرفعال کردن آنزیمها درآبمیوه ها ثبت گردیده، فشار بالاتر از400 اتمسفربا حرارت ملایم کمتر از 50 درجه سانتیگراد همراه شده ودر نتیجه غیرفعال کردن آنزیمها تسریع یابد. تاثیرHPP در سرعت ومیزان دناتوراسیون برگشت ناپذیر آنزیمها به ترکیب وساختار آنزیم، pH، فشارودما بستگی دارد.

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 استفاده از فشارهای مناسب ، میکروارگانیسمها ، اسپورها وآنزیمهای نامطلوب غیرفعال شده ودر نتیجه زمان نگهداری مواد غذایی افزایش می یابد.


اثر فرآیند HPP بر مواد غذایی مختلف:
میوه ها:
HPP 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 30 دقیقه در فشار 4100 اتمسفر فرآوری شوند، حالت استریل خود را تا 5 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 17 ماه قابلیت نگهداری دارند.

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.

فرآورده های لبنی:
فرآیند HPP،علاوه بر هزینه زیادی که دارد،در مورد تأمین سلامت فرآورده لبنی قابل رقابت با فرآیند 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.


میدانهای الکتریکی پالسی قوی (( Pulsed electric fields (PEF)
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 فرآیند حرارتی در روش استفاده از میدانهای الکتریکی پالسی، ماده غذایی در زمانی کوتاه و با صرف انرژی کم فرآوری می گردد.

سیستمهای 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 از طریق 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 فرآیند 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 فرآیند 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 سیستمها 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.

اثرات بیولوژیکی و کاربردهای میدانهای الکتریکی پالسی در نگهداری مواد غذایی
شیری که با استفاده از میدانهای الکتریکی پاستوریزه می شود، معایب شیری که به روش حرارتی پاستوریزه شده است را ندارد Getchell. در سال 1935 نوعی فرآیند پاستوریزاسیون الکتریکی با ظرفیت 100 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 ازPEF 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 روشهای 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 روشهای دیگر افزایش می یابد. روشهای 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 5 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 مقدارw/w 2% در دمای 45 درجه سانتیگراد استفاده شد،در تعداد میکروارگانیسمها log3-2 کاهش مشاهده شد. هنگامی که از نعناع به مقدار 1.8% و در دمای 45 درجه سانتیگراد استفاده شد،جمعیت کاهش یافته به log6 رسید.
روغن میخک آنتی میکروب بسیار مؤثری است، هنگامی که غلظت روغن میخک در آب سیب 0.2% 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.

اثر میدانهای الکتریکی پالسی بر آنزیمها
فعالیت آنزیمهای لیپاز و آمیلاز در میدان الکتریکی با شدتkv/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 دمای 4 درجه سانتیگراد 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 20 پالس با شدت 0.25HZ و در میدان الکتریکی با شدت 18kv/cm در یک سیستم مدل حاوی Tryptic soy brothوعصاره مخمر تا 80 % غیرفعال می شود. البته، سرعت غیرفعال شدن پس از 98 پالس با شدت پالسHz 2 و شدت میدان الکتریکی 14kv/cm در شیر پس چرخ 60% بوده است. شدت میدان بالا (25kv/cm ) و شدت پالس پایین (0.6kw/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 استفاده از 70 پالس با شدت میدان الکتریکی 18.8 kw/cm به میزان 60% در شیر خام و شیر 2% چربی و به میزان 65% 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.

اشعه دهی(Irradiation ) :
اشعه دهی مواد غذایی نوعی فرآیند «سرد» برای نگهداری غذا محسوب می شود که در طول 45 سال گذشته به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفته است. این روش ضمن اینکه نتایج سودمندی به همراه دارد، ترکیبات سمی و یا رادیواکتیو در ماده غذایی ایجاد نمی کند. از جمله مزایای این روش می توان به افزایش زمان نگهداری محصولات ریشه ای، ضدعفونی کردن ادویه ها، میوه ها و غلات،کاهش میکروارگانیسمهای عامل فساد، تاخیر در رسیدن میوه ها، بهبود خصوصیات حسی مواد غذایی و تخریب یا کاهش میکروارگانیسمهای بیماریزای غیرقابل اجتناب به ویژه عوامل آلوده کننده مواد غذایی خام با منشا حیوانی اشاره نمود.
بر اساس اتفاق نظر اعضای سازمان غذا و کشاورزی و مجمع کدکس غذایی سازمان بهداشت جهانی در سال 1983، اشعه دهی مواد غذایی به عنوان نوعی فناوری سالم و مؤثر جهت نگهداری غذا پذیرفته شد و برای آن استاندارد عمومی کدکس با کد مخصوصی تدوین گردید. اگر چه استفاده از این فرآیند در دنیا در حال گسترش است، اما عکس العمل منفی کشورهای مختلف مانع از استفاده وسیع آن می شود. روند تجاری شدن فرآیند اشعه دهی به کندی پیش می رود،چرا که اغلب دولتها جهت تایید سلامت مواد غذایی اشعه داده شده به اطلاعات جامعی نیاز دارند. همچنین،برخی از تولیدکنندگان پذیرش آن را به شرط پذیرفته شدن از جانب افکار عمومی می دانند.
اشعه دهی مواد غذایی نوعی روش فیزیکی برای فرآوری محسوب می شود که شامل قرار دادن ماده غذایی بسته بندی شده در برابر اشعه های گاما، اشعه X و الکترون می باشد. اشعه گاما از کبالت60 یا سزیم 137 تهیه می شود. سیستم پرتو الکترونی آسان تر از بقیه روشهای اشعه دهی است. اشعه گاما و Xچون در مواد غذایی جامد بیشتر نفوذ می کنند، می توانند در محصولات پالت چینی شده در جعبه های استاندارد استفاده شوند، در حالی که پرتو الکترونی فقط برای جعبه و بسته بندی های ویژه ای مناسبند.
میزان تغییرات فیزیکی و شیمیایی ایجاد شده به هنگام قرار گرفتن مواد غذایی در برابر اشعه پرانرژی از طریق انرژی جذب شده اندازه گیری می شود. در فرآیند اشعه دهی به این انرژی دوز جذب شده یا به اختصار دوز گفته می شود که بر حسب واحد کیلو گری ) KGy ) اندازه گیری می گردد. یک گری معادل انرژی جذب شده به میزان یک ژول در هر کیلوگرم است. بر اساس دوز پرتوهای یونیزه در فرآیند اشعه دهی، این فرآیند به سه روش انجام می شود.

الف)Radicidation: دوز پرتوهای یونیزه در فرآیند رادیسیداسیون مواد غذایی به اندازه ای است که دیگر نمی توان با استفاده از روش های متداول میکروبیولوژیکی تعداد باکتری های بیماریزا و غیراسپورزای زنده را در مواد غذایی فرآوری شده تعیین کرد. همچنین، می توان از فرآیند رادیسیداسیون جهت غیرفعال کردن انگلها استفاده نمود. دوز اشعه مورد استفاده در این فرآیند نسبتا پایین ( در حدود KGy 8-0.1) بوده وبرای از بین بردن میکروارگانیسمهای بیماریزا وسایر میکروارگانیسمها (به جز ویروسها) به کار می رود. رادیسیداسیون خصوصا به این علت که میکروارگانیسمهای بیماریزای خاصی را از بین می برد پاستوریزاسیون با اشعه تلقی می شود.
ب)Radurization: دوز پرتوهای یونیزه مورد استفاده در این روش در حدی است که کیفیت غذا را از طریق کاهش قابل توجه تعداد میکروارگانیسمهای زنده عامل فساد افزایش می دهد. این فرآیند با استفاده از دوز حدود KGy 10-0.4 انجام می گیرد و به کمک آن زمان نگهداری محصول افزایش می یابد. رادوریزاسیون هم نوعی پاستوریزاسیون اشعه ای محسوب می شود.
ج)Radapertization: در این روش دوز پرتو یونیزه به مقداری است که تعداد ویا فعالیت میکروارگانیسمهای زنده (به جز ویروسها) تا حد بسیار کمی کاهش می یابد، به طوری که نمی توان با آزمونهای متداول میکروبیولوژیکی تعداد این میکروارگانیسمهای زنده را تشخیص داد. تیمار راداپرتیزاسیون باید به نحوی باشد که بدون توجه به زمان و شرایط نگهداری غذا هیچگونه سم یا فساد با منشا میکروبی در آن رؤیت نشود، مگراینکه آلودگی ثانویه اتفاق افتاده باشد. دوز اشعه مورد استفاده در این روش حدود KGy 50-10 است که در حد سترون سازی کامل می باشد.

کاربرد اشعه دهی در مواد غذایی مختلف:
میوه ها و سبزیجات:
اشعه دهی فرآیند معتبری برای ممانعت از جوانه زنی محصولاتی نظیر پیاز و سبزیجات می باشد. برای تاخیر در پیری و فرسودگی سبزیجات دوز مجازKGy 1،تاخیر در پیری و کاهش فساد میوه ها KGy 2 می باشد. همچنین، استفاده KGy 2 در میوه هایی مانند توت فرنگی باعث جلوگیری از فساد کپکی و باکتریایی می شود.
گیاهان دارویی و ادویه ها:
برای کنترل میکروارگانیسمهای پاتوژن در گیاهان دارویی و ادویه ها میزان اشعه KGy 10 لازم است.

فرآورده های گوشتی:
دوز اشعه حداقل KGy 10، اثر مفیدی در نابود کردن پاتوژنهایی مانند Salmonella وCampylobacter , E.coli و listeria . monosytogenes دارد. اگرچه این میزان برای نابودی "کلستریدیوم بوتولینوم" وبرخی گونه های دیگر کافی نیست. تحقیقات نشان می دهد اشعه دهی روش مناسبی برای حذف ویروسهای موجود در فرآورده های گوشتی نیست.

غلات:
دوز مجاز اشعه برای جلوگیری از جوانه زنی غلات KGy 1 اعلام شده است. مزیت استفاده از اشعه دهی در غلات، استفاده در مقادیر بالا به جای فومیگاسیون و جایگزینی اوزون با متیل بروماید می باشد.
اثر گذاری دوزهای مختلف اشعه دهی:


0.25-0.05 ممانعت از جوانه زنی سیب زمینی
3-0.1 نابودی انگلهای گوشت و ماهی
1-0.5 تاخیر در پیری میوه جات
10-1 نابودی حشرات آلوده کننده در سبزیجات
50-1 نابودی اسپورهای باکتری
*میزان دوز اشعه بر حسب KGyمی باشد.


حداکثر دوز مجاز توسط WHO ، KGy 10 اعلام شده است.
مزایا و محدودیتها:
اشعه دهی مواد غذایی، همانند سایر روشهای نگهداری مزایا و محدودیتهایی دارد، که البته مزایا و مضرات آن کمتر از حدی است که طرفداران و منتقدان آن بیان می کنند.
پژوهشهای تکمیلی روی این روش انجام شده و طبق آن فرآوری مواد غذایی با استفاده اشعه یونیزه مزایای زیر را دارد:
کیفیت مواد غذایی را تا مدت زمانهای مختلف ثابت نگاه می دارد.
هیچ باقیمانده سمی در مواد غذایی نمی گذارد.
ارزش تغذیه ای مواد غذایی حفظ می شود.
رسیدگی، پیری و جوانه زنی میوه ها و سبزیهای تازه را کنترل می کند.
کیفیت حسی مواد غذایی به خصوص نسبت به سایر روشها به نحو بهتری حفظ می گردد.
برای غذاهای بسته بندی شده و منجمد هم کاربرد دارد.
مواد غذایی را عاری از وجود باکتریهای بیماریزا، مخمرها، کپکها و حشرات می کند.


محدودیت های این روش نیز چنین بیان شده:
* عیب آشکار این روش در مقایسه با فرآوری حرارتی عدم قابلیت آن در جلوگیری از فعالیت آنزیمی می باشد. البته اگر دوز مناسب اشعه همراه با سایر روشهای نگهداری ( نظیر بلانچینگ ) به کار رود، می توان محصولاتی با عمر نگهداری با عمر نگهداری چندین سال در خارج از یخچال تولید کرد.

* ممکن است برخی از میکروارگانیسمها در برابر اشعه دهی مقاوم باشند. که در این صورت تلفیق با روشهای دیگر نگهداری توصیه می شود. مقاومت میکروارگانیسمهای مختلف به اشعه دهی معمولا به ترتیب زیر است:
ویروسها > مخمرها = اسپورها > کپکها = گرم مثبت ها > گرم منفی ها

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 از: « 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»

الف ) ترکیبات شیمیایی با خواص ضد میکروبی
1) اسیدهای آلی: یکی از بهترین روشهای 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 4.5 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 0.2% است. بیشترین اثراسید سوربیک در pH زیر 6 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 5.5 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.

* اسید مالیک: افزودنی GRAS است که در فرآورده های غذایی شامل نوشیدنیهای بدون کالری، آب نباتهای سخت، گوجه فرنگی کنسرو شده استفاده می شود.

* اسید فوماریک: طعم اسیدی قوی ایجاد می کند و همراه با با برخی از مواد طعم دهنده دیگر جهت تشدید پس مزه آنها به کار می رود. اسید فوماریک به طور طبیعی در برنج، نیشکر، شراب، برگ گیاهان، قارچها و ژلاتین یافت می شود. از اسید فوماریک در نوشیدنیهای میوه ای، دسرهای ژلاتینی، پرکننده های مغز کلوچه، نان چاودار و خمیرهای سرد شده در بیسکویت استفاده می شود.

تنها اسید معدنی که در صنایع غذایی کاربرد وسیعی دارد اسید فسفریک است. این اسید در مقایسه با سایر اسیدهای خوراکی pH پایینتری ایجاد می کند. از این اسید جهت اسیدی کردن مواد غذایی، ایجاد حالت بافر، ایجاد طعم اسیدی استفاده می گردد. در تولید نوشابه های گازدار نظیر نوشابه های کولا و آبجوی تهیه شده از ریشه های گیاهی استفاده می شود. همچنین، در تولید پنیر جهت تنظیم pH و در مربا و ژله هم کاربرد دارد.
2) سولفیتها و دی اکسید گوگرد: باکتریها در مقابل مقدار ناچیز دی اکسید گوگرد ( ppm50-25) حساس هستند، در واقع باکتریها از کپک و مخمر حساسترند. استفاده رایج SO2 در صنایع شراب سازی برای جلوگیری از رشد باکتریهای استیک و کپک و مخمر و در میوه های خشک شده برای جلوگیری از رشد باکتریها وقهوه ای شدن است. در بسیاری از کشورها به عنوان آنتی اکسیدان در گوشتهای عمل آوری شده و به عنوان رنگبر در عصاره آلبالو استفاده می شود. دی اکسید گوگرد تا چندی پیش ( که نتایج پژوهشها مشخص ساختند مقادیر نسبتا کم سولفیت سبب بروز مشکلات تنفسی می گردد ) جزو لیست GRAS بوده است.
3) نیتریت و نیتراتها: نیتریت و نیترات برای تثبیت رنگ قرمز گوشت و ممانعت از رشد Cl.botulinum در گوشتهای بسته بندی شده استفاده می شوند. نیتراتها خود نسبتا غیر سمی هستند، اما می توانند توسط باکتریها در بزاق دهان به نیتریت تبدیل بشوند. نیتریتها در معده می توانند با پروتینهای غذا واکنش دهند و به ترکیبات N-nitroso تبدیل شوند. این ترکیبات اغلب در گوشت پخته که حاوی نیتریت و نیترات هستند به ویژه وقتی حرارت بالا داده می شوند، رویت می شود. چون نیتروزآمین موجب سرطان زایی می شود، میزان مصرف نیتریت و نیترات از پیش تعیین شده است. یکی از معایب استفاده ازنیتریت پایداری حرارتی کم و عمر انباری کوتاه آن می باشد.

4) نگهدارنده های طبیعی غذا :
از مواردی که موجب نگرانی مصرف کننده می شود استفاده از نگهدارنده ها و افزودنیهای شیمیایی و آنتی اکسیدانهای سنتتیک در مواد غذایی می باشد. نگهدارنده های طبیعی که به طور طبیعی در غذا موجودند، با روشهای مختلفی باعث افزایش عمر نگهداری محصول می شوند. برخی خاصیت آنتی میکروبی دارند واز فساد مواد غذایی وفعالیت باکتریهای پاتوژن جلوگیری می کنند. برخی ضد قارچ هستند و از فعالیت کپک و مخمر جلوگیری می کنند و بعضی هم به عنوان آنتی اکسیدان عمل می کنند.


الف) آنزیمهای آنتی میکروب:
* لاکتوپراکسیداز: لاکتوپراکسیداز فراوانترین پراکسیداز موجود در شیر می باشد. مقدار آن در شیر بینgr/ml µ 30-10 متغیر است. میکروارگانیسمهایی که فعالیتشان تحت تاثیر لاکتوپراکسیداز متوقف می شود عبارتند از: باکتریهای گرم منفی شامل Coliform، Salmonellaو Shiglla و باکتریهای گرم مثبت شامل Stereptococcus و Lactobacillus ویروسها، قارچها و انگلها می باشند. باکتریهای گرم منفی حساستر از گرم مثبت است. از آنزیم لاکتو پراکسیداز در نگهداری شیر، غذای کودک و تخم مرغ کامل مایع استفاده می شود. با بکار گیری لاکتوپراکسیداز زمان ماندگاری شیر پاستوریزه 20 روز افزایش می یابد.

* لیزوزیم: لیزوزیم نوعی آنزیم تجزیه کننده است که به طور طبیعی در شیر، سفیده تخم مرغ و انجیر وجود دارد. لیزوزیم اثر ضد میکروبی خود را روی میکروارگانیسمها از طریق تجزیه لایه پپتیدوگلیکان دیواره سلولی آنها می گذارد. از آنجا که باکتریهای گرم مثبت پپتیدوگلیکان بیشتری دارند، نسبت به این آنزیم حساسترند. استفاده از لیزوزیم در اروپا، آسیا و ایالات متحده به عنوان افزودنی غذایی مجاز می باشد. در اروپا از لیزوزیم برای جلوگیری از تورم و تولید گاز توسط Clostridium در پنیرهای سخت استفاده می گردد. ژاپنیها نیز از لیزوزیم برای نگهداری خرچنگ، میگو و سایر فرآورده های دریایی، ساشی، ساکی، انواع نودلها، سالاد سیب زمینی و کاستارد استفاده می نمایند.
ب) باکتریوسینها:
باتریوسینها، ماکرومولکولهای حاوی پروتین هستند که می توانند فعالیت باکتریهای حساس را مهار کنند. کلی سینها باکتریهای E.coli و دیپلوکوکسین و نیسین باکتریوسینهای Lactococcus می باشند. باکتریوسینها میتوانند رشد باکتریهای گرم مثبت، باکتریهای اسپورزا و باکتریهای بیماریزای غذایی نظیر listeria . monosytogenes را مهار کنند.
نیسین توسط Str.lactis تولید می شود و تنها باکتریوسین مجاز در ایالات متحده است. نیسین در فرآورده های تخمیری شیر اسپورهای گرم مثبت را با افزایش حساسیت آنها به حرارت از بین می برد، همچنین مانع رشد اسپورهایCl.botulinum درcheese spread و رشدListeria درsoft cheese وcottage cheese می شود، واز اسپورزایی باکتریهای مولد فساد در کنسرو سبزیجات جلوگیری می کند.

ب) مواد افزودنی با خواص چند منظوره
ادویه ها و روغنهای اساسی
هدف اصلی از افزودن ادویه ها به ماده غذایی ایجاد طعم می باشد. برخی از ادویه ها مانع رشد میکروارگانیسمها می شوند. برای مصرف کننده ادویه های طبیعی با منشا گیاهی مطلوبتر از افزودنیهای سنتتیک غذایی می باشد. خود ادویه ها نیز مؤثرتر از عصاره هایشان هستند. بطور کلی، حساسیت میکروارگانیسمهای گرم مثبت بیشتر از انواع گرم منفی است. دارچین، میخک و خردل اثر ممانعت کنندگی شدیدی روی فعالیت میکروارگانیسمها دارند، در حالیکه فلفل سیاه، فلفل قرمز و زنجبیل اثر ضعیفی بر انواع میکروارگانیسمها دارند. اثر ضد میکروبی ادویه ها مربوط به روغن اساسی موجود در آنها می شود. روغنهای اساسی عوامل معطری هستند که محلول در الکل بوده و تا حدی نیز در آب محلول می باشند. همچنین، دارای ترکیبی از عوامل استری، آلدئیدی، کتونی و ترپنی می باشند. از بین روغنهای اساسی شناخته شده در گیاهان تنها برخی از آنها اثر ضد میکروبی مفیدی روی فرآوری غذا دارند، که در : فلفل فرنگی شیرین، عصاره زیتون، دارچین، سیر، میخک، خردل، رزماری و آویشن موجود می باشند. روغنهای اساسی برای مصرف کننده به عنوان نگهدارنده طبیعی مورد پذیرش هستند و GRAS می باشند. اگر چه این ادویه ها و روغنهای اساسی آنها به دلیل بو و طعم شدیدشان دارای محدودیت استفاده در مواد غذایی هستند.

دارچین، فلفل فرنگی شیرین و میخک حاوی اوژنول و آلدئید سینامیک می باشند. ترکیب اصلی روغن اساسی در پونه کوهی، آویشن و کلم پیچ کارواکرول و تیمول می باشد.
پیاز حاوی دو ترکیب فنولیک ( اسید پروتو کاتکوئیک و کاتکل ) می باشد. گفته می شود پیاز می تواند در سالادهای حاوی سس مایونز مانع از رشد میکروبهای عامل فساد شود. آلیسین ماده ضد میکروبی موجود در سیر می باشد. استفاده از عصاره سیر با غلظت 5 % در ماده غذایی از رشد St.aureus جلوگیری می کند.
امروزه اثر نگهدارندگی ادویه ها و روغنهای اساسی آنها روی مواد غذایی، به عنوان نگهدارنده طبیعی که مصرف کننده را از سلامت ماده غذایی مطمئن می سازد، تحقیقات زیادی انجام می شود.
در سالهای اخیر نیاز به بسته بندی هایی از جنس فیلم های خوراکی ایجاد شده که ، این فیلم ها ساخته شده از پروتین گیاهی یا پروتین حیوانی مثل زئین ذرت، گلوتن گندم، پروتین سویا و بادام زمینی، تخم پنبه دانه، آلبومین، ژلاتین، کلاژن، کازئین و پروتین آب پنیر می باشند.
استفاده از فیلمهای خوراکی با خاصیت آنتی میکروبی از موارد مورد مطالعه در بحث بسته بندی مواد غذایی است. از خصوصیات آنتی میکروبی ادویه ها در این قبیل فیلم ها استفاده شده و به عنوان عامل ضد میکروب و نگهدارنده در فیلم های خوراکی استفاده می شود.
بسته بندی های آنتی میکروب یک شکلی از بسته بندی فعال است که می تواند عمر نگهداری محصولات را افزایش دهد و برای مصرف کننده ایمنی و سلامت از نظر وجود عوامل میکروبی فراهم کند. این عمل در مواد غذایی بسته بندی شده به صورت کاهش و جلوگیری از تاخیر رشد میکروارگانیسمهای پاتوژن اتفاق می افتد. به منظور کنترل میکروارگانیسمهای نامطلوب در موادغذایی :
1) عوامل آنتی میکروب فرار و غیر فرار می توانند به شکل پلیمرها تهیه شوند.
2) پوشش یا لایه جذبی پلیمر با خاصیت آنتی میکروبی می تواند استفاده شود.
ترکیبات متعددی برای فعالیت آنتی میکروبی در غذاهای بسته بندی شده در نظر گرفته می شود که شامل: اسیدهای آلی، لیزوزیم، نیسین، ضدقارچهایی مثلBenomyl وImazulin وادویه ها می باشد. ادویه ها غنی از ترکیبات فنولی مثل اسیدفنولیک و فلاونوئید هستند. عموما روغنهای اساسی دارای ویژگیهای آنتی باکتریایی قوی در مقابل عوامل پاتوژن غذایی هستند که حاوی غلظت بالای ترکیبات فنولیک مثل کارواکرول، اوژنول و تیمول می باشند.
به عنوان مثال ادویه ها در بسته بندی گوشت گاو باعث کاهش رشد E.coli و گونه های Pseudomonas می شود. ادویه هایی مثل آویشن، رزماری، فلفل و خود سیر دارای خاصیت آنتی اکسیدانی هم می باشند.
پروتینهای شیر که اساس فیلم های خوراکی قرار داده می شوند، مقاومت مکانیکی زیادی دارند و در مقابل اکسیژن، چربی و آروما به عنوان مانع و عایق عمل می کنند. گر چه به دلیل ماهیت هیدروفیل بودنشان در مقابل رطوبت مقاومت کمی دارند

برگرفته از سایت اقای محمد مهدی نعمت شاهی



تاريخ : شنبه ۱۳٩٠/۱/٦ | ۱:۱٧ ‎ب.ظ | نویسنده : | نظرات ()
.: Weblog Themes By RoozGozar.com :.