فناوری های نوین در صنایع غذایی

Row material
formulation
sterilization
Filling&sealing
Packaging
material
sterilization
Product
storage
Aseptic
zone
Aseptic processing chart
2

عوامل
استریلیزاسیون
بخارخشک °c232 -176
بخارمرطوب°c 129-121
روش شیمیایی: پراکسید هیدروژن
فناوری های نوین
پرتو دهی و تشعشع
استفاده از ازون
استفاده از امواج اولتراسونیک
استفاده از فیلتراسیون
میدان مغناطیسی و پالس های الکتریکی
3

فاکتورهای موثر بر استریلیزاسیون ׃
– اسیدیته وPH ماده غذایی
– بر اساس فعالیت آبی ماده غذایی
– خصو صیت فیزیکی ماده غذایی
– ضریب انتشار گرمایی
– دانسیته محصول
– ضریب انتقال حرارتی
– گرمای ویژه در فشار ثابت
– فرمولاسیون محصولات
– میزان آلودگی و بار میکروبی ماده غذایی
4

انتخاب روش استریل کردن به عوامل زیر بستگی دارد :
نوع محصول و ماده غذایی ؛
میزان ماندگاری محصول؛
هزینه تولیدی ؛
میزان بازار پسندی محصول.:
امروزه به دلایل زیر گرایش به استفاده از بسته های پلیمری و پلاستیکی می رود ׃
سبک بودن و کم هزینه بودن ؛
قابلیت تثبیت فلز ؛
قابلیت چاپ پذیری خوب ؛
مقاومت به پارگی و سوراخ شدن ؛
انعطاف پذیری در درجه حرارت پایین زیرا اکثر این پوشش ها در یخچال نگهداری می شوند؛
سهولت درب بندی؛
مقاومت در برابر عبور طعم و بو و رطوبت.
5

پرتو دهی مواد غذایی Irradiation
مزایای استفاده از پرتو
هیچ سمی در ماده ی غذایی باقی نمی ماند.
ارزش تغذیه ای و کیفیت حسی مواد غذایی نسبت به سایر روشها حفظ می شود.
به دلیل امکان استفاده از اشعه بعد از بسته بندی ، آ لودگی ثانویه ایجاد نمی شود.
6

استفاده از روش تشعشع و پرتودهی
انواع پرتوهای مورد استفاده:

پرتو ماوراء بنفش:
بیشترین اثر این اشعه در طول موج 2600 آنگستروم می باشد این اشعه غیریونیزه کننده بوده وتوسط پروتئین واسیدنوکلئیک جذب می شود.تغییرات فتو شیمیایی حاصل ازآن سبب مرگ سلول می شود.قابلیت نفوذ کم این اشعه سبب می شود تا استفاده ا ز آ ن به کاربردهای سطحی محدود گردد. استفاده از این اشعه موجب تسریع تغییرات اکسیداتیو می شود که منجر به تند شدن ، تغییر رنگ وواکنشهای دیگر می شود.

تابشهای بتا:
اشعه بتا را می توانیم به صورت جریان الکترونهای آزاد شده از مواد رادیواکتیو تعریف نمود.تابشهای کاتدی نیز مشابه تابشهای بتا هستند.

پرتوهای گاما:
تشعشعات الکترومغناطیسی هستند که از هسته های برانگیخته شده کبالت 60 و سزیم 137 ساطع می شود.این اشعه از اهمیت ویژه ای در نگهداری مواد غذایی برخوردار است.اشعه مذکور ارزانترین شکل اشعه جهت نگهداری مواد غذایی می باشد. بر خلاف تابش های بتا ، تابش های گاما از قدرت نفوذ بسیار خوبی بر خوردار هستند.نیمه عمر کبالت 60 پنج سال و نیمه عمر سزیم 137 سی سال می باشد.

پرتوهای ایکس:
این تابشها از طریق بمباران فلزات سنگین توسط الکترونهایی با سرعت زیاد در یک لوله ی خلا تولید میشود.

مایکروویو:
طول موج امواج مایکروویو بین امواج مادون قرمز وامواج رادیویی قرار دارد.
8

پرتو گاما

مواد غذایی معمولا با پرتو گاما وازطریق یک منبع رادیوایزوتوپ ، الکترونها ویا اشعه ایکس تولید شده از طریق یک شتابدهنده الکترونی اشعه دهی می شوند.
پرتوگاما:
مزیت استفاده از پرتو گامااین است که کبالت 60 وسزیم 137 دوفراورده طبیعی نسبتا ارزان قیمت حاصل ازتجزیه اتمی می باشند.دراتاقکهای پرتودهی که از این عناصر استفاده می شود ، ماده را دیواکتیو درقسمت فوقانی یک بالابرنده قرار می گیردبه طوری که موقع استفاده می تواند به سمت بالا حرکت کندودرمواقعی که استفاده نمی شود به سمت هدایت شده درزیرآب برده شود.موادی که بایددرمعرض اشعه قرا ربگیرند، براساس جذب مقدار موردنظراشعه ، با یک فاصله مناسب در اطراف ماده رادیواکتیو قرارخواهند گرفت.وقتی ماده غذایی دراتاقک مذکورجای داده شد،ماده رادیواکتیودرمحل بالا قرارگرفته و اشعه گاما به ماده غذایی می تابد.
تاباندن اشعه دردماهای موردنظر ، ازطریق قراردادن نمونه درمحفظه حاوی دستگاه کنترل دما ویا با کنترل نمودن دما درمحفظه کاملا بسته بادیواره سربی امکان پذیراست.یکی از مشکلات استفاده از مواد رادیواکتیواین است که منبع ایزوتوپ در تمام جهات تشعشع دارد به طوری که نمی توان آن رابه دلخواه قطع و وصل نمود. اگر چه نیمه عمر کبالت 60 حدود پنج سال می باشد ولی برای اینکه پتانسیل رادیواکتیو آن در سطح خاصی باقی بماند باید متناوبا در زمانهای خاص منبع این ایزوتوپ راتعویض نمود

a(315-400 نانومتر) “جذب شده بوسیله پوست انسان و ایجاد برنزگی

Uv-B(280-315نانومتر) که همراه با آفتاب سوختگی بوده

Uv-C(200-280نانومتر) فوق العاده خطرناک است و کشنده ریز زنده ها

VUV(100-200نانومتر) که بوسیله مواد جذب شده ، باعث تجزیه پیوندها
فرابنفش چیست؟ شامل اشعه خورشید با طول موجهای بین 100-400نانومتر
10

اشعه فرابنفش اثری روی رطوبت و دمای ماده غذایی ندارد و کاربرد آ ن نیز اقتصادی بوده ونیازی به محافظت اضافی برای کاربران نبوده وحتی در سطوح بالای پرتو دهی باقی مانده رادیو اکتیو بجا نمی ماند.

پرتودهی باکتریها ، ویروسهاواسپورها با uv پیوندهای داخل DNA وRNA را تغییر داده و باعث جهش یا مرگ سلول میشود.

قابلیت نفوذ کم پرتوها موجب استفاده آن در کارهای سطحی میشود. این اشعه در هوا ، محیطهای مایع و کاربردهای سطحی موثر است و معمولا“ در ضدعفونی کردن سطوح بکار میرود.

درکاربرد پرتوها برای فرایند سطحی احتمالا“ مقدار کمی ازن نیز تولید میشود . مثلا“از این پرتوها در سطح کیکهای میوه ای پخته و فرآورده های مشابه قبل از بسته بندی استفاده میشود.

موفقیت به طراحی سامانه ای که قادر به توزیع مقدار مورد نیاز پرتو به سطح غذا باشد بستگی دارد.نکات مهم در این امر عبارتند از:توان – طول موج – شکل فیزیکی محصول – انعکاس و فاصله منبع نور تا هدف .
شکل باکتریها و وجود آنها در فرم اسپور یا رویشی مقاومت در برابر پرتوها را تغییر میدهد.

منابع نوری متناوب شدت بالا جمعیت میکرو بها را 4 تا 6 برابر سریعتر از منابع مداوم کاهش می دهند .

این اشعه به دلیل قدرت نفوذ پایین برای ضدعفونی سطوح صاف بعلت عبور مستقیم نور و عدم پراکنش به اطراف از روشهای دیگر موثر تر است .

شکل باکتریها و وجود آنها در فرم اسپور یا رویشی مقاومت در برابر پرتوها را تغییر میدهد.

منابع نوری متناوب شدت بالا جمعیت میکرو بها را 4 تا 6 برابر سریعتر از منابع مداوم کاهش می دهند .

نمودار کاهش بار E.COLI با UV-C روی سطح سیب RED DELICIOUS
14

کاربرد UV-C در حفظ کیفیت کاهو
کاهو یک محصول بسیار فساد پذیر است که در بهترین شرایط انبار داری حدود 10 روز ماندگاری دارد و با توجه به مطرود بودن تیمارهای شیمیایی نگهدارنده بکاربردن روش جایگزین واجب است . روش مطلوب ترکیب تیمارهای سرد کردن و اشعه غیر یونیزه کننده فرابنفش است . احتمالا“ این پرتوها باعث تجمع ترکیبات ضد قارچی در گیاه میشود .این اشعه در بخشهای مختلف یک کارخانه فراوری سبزیجات مثل سطوح در تماس با سبزی ، آب شستشو و هوای محیط بکار میرود .
15

تیمار با UV-C
تجهیزات تابش شامل توده ای از ورقه های بازتابنده از جنس فولاد زنگ نزن شماره 16 و لامپهای کشنده بدون فیلتر میباشد .مجموعه لامپها بصورت افقی بالای محفظه تابش آویزان هستند .سینیهای پلی استایرن در فاصله 60 سانتیمتری زیر لامپها قرار دارند . یک جعبه چوبی با اسکلت فلزی که با ورقه آلومینیومی پوشیده شده است با محصور کردن لامپها و صفحات بازتابنده اپراتور را از پرتوها محافظت میکند. در یک سمت جعبه هم برای پیشگیری از افزایش دما بعلت تابش لامپهاپنکه ای قرار داده شده است.کاهو ها در یک سینی پلاستیکی بوده و روی سینیهای پلی استایرنی گذاشته میشوند .
16

نتایج :
استفاده از اشعه فرابنفش شدت تنفس کاهو را افزایش داده و مطابق انتظار در بسته ها غلظت گاز اکسیِژن کمتر ودی اکسید کربن بیشتر شده است که باعث ایجاد تنش در بافتهای گیاه میشود.

تیمار با این پرتوها اثر کاهشی روی رشد باکتریهای سایکروتروف ، کلی فرمها ، مخمرها وکپکها دارد.
17

با ارزیابی کیفی محصولات تفاوتهای محسوسی بین نمونه های شاهد تیمار نشده و تیمار شده با مقادیر متفاوت اشعه رویت میشود. بهترین نتایج با کاربرد 4.06-8.14 KJ/M2 حاصل میشود و دراین حالت کاهو احتمالا“ به دلیل لیگنینه شدن درخشانتر و سفتر میشود .

نتایج ، فرضیه اینکه استفاده از UV-C بر تاخیر پیری و خرابی سبزیجات تازه و فراوری شده و حفظ کیفیت آنها از طریق کاهش بار میکروبی موثر است را تایید میکند.

نمودار کاهش لگاریتمی بار E.coli و salmonella روی سطح برگهای کاهو با uv
19

نمونه هایی از کارهای انجام شده با فرابنفش در میوه و سبزی
Liu و همکارانش در مورد اثر مقدار کم پرتودهی روی ماندگاری هلو و گوجه فرنگی دریافتند که فسادهای پس از برداشت را کاهش داده و موجب تاخیر در رسیدگی هم میشود.همچنین بررسی هایی روی اثر پرتوها در گوجه فرنگی برای پیشگیری از تشکیل کپک سبز و سیاه انجام دادند و مقادیر 3/1-40 kj/m2 برای سطح میوه ها بکار برده شد که نتایج قبلی را تایید کرده و باعث تاخیر در رسیدگی و پوسید گی میوه ها می شود.
20

کاربرد فرابنفش در صنعت شیر
تصفیه محلولهای نمکی برگشتی با فرابنفش باعث کاهش چشمگیر حجمهای فرستاده شده به سامانه فاضلاب میشود.

باکتریهای موجود در آب شهری معمولا“بیماریزا نیستند اما همین موجودات مثل flavoubacterium و pesudomunas محصول را خراب میکنند و فساد آن باعث کاهش فروش ، رضایت خریدار و برگشت کالا میشود.
21

مسیر گردش محلولها
محلول نمکی از میان یک صافی شیبدار زبر و خشن برای جمع آوری فطعات بزرگ جامدات و پنیرها پمپ میشود .

سپس محلول فوق از میان صافی نایلونی یکبار مصرف بسیار ریز مجددا“ فیلتر میشود .

محلول نمکی از بین لامپهای فرابنفش عبور داده میشوند و
در انتها محلول نمکی خنک شده و به تانک استریل ذخیره آب نمک برای استفاده مجدد فرستاده میشود.
در انتها محلول نمکی خنک شده و به تانک استریل ذخیره آب نمک برای استفاده مجدد فرستاده میشود.

آلودگی میکروبی محصولات گوشتی مشکل بزرگ اقتصادی در صنعت گوشت است. در سال 1999 Sofas و همکارانش نقاط مختلف آلوده کننده ای را مثل کشتار دام ، فرآوری و انبار سرد گزارش کردند.یکی از منابع مهم آلاینده که معمولا“ نادیده گرفته میشوند ، هوا است که ناقل مهم listeria monocytogenes میباشد.

در این کارخانجات تلاشهایی برای اندازه گیری و کاهش مقدار این ریز زنده ها انجام شده است که شامل بریدن زواید لاشه ، شستن لاشه با آب و تیمار با اسیدهای آلی میباشند اما آلودگی از طریق هوا در مدت نگهداری هنوز ممکن است.

فن آوری برای گرفتن و خنثی کردن ریز زنده های هوا که متداول است ، شامل استفاده از فیلتر کردن همراه با ترسیب الکترواستاتیک است ، زیرا ذرات هوا قادرند این موجودات را پناه دهند.
پرتوهای فرابنفش هم یک تدبیر مناسب برای غیر فعال کردن ریز زنده ها است.
کاربردپرتوهای فرابنفش در کارخانجات فرآورده های گوشتی
23

ضد عفونی کردن آب آشامیدنی با فرابنفش یک روش جایگزین ایمن برای اکسیدانهای شیمیایی مانند کلرین است که باتولید محصولات جانبی سرطانزا مثل تری هالومتانها و هالو استیک اسیدها (درنتیجه واکنش کلرین با مواد آلی حل شده در آب) همراه هستند .

با استفاده از نور فرابنفش در ترکیب با کاتالیستهایی نظیر پرکسیدهیدروژن ، عوامل اکسنده قوی (رادیکالهای هیدروکسیل) تولید خواهند شد که قادر به تجزیه فوری آلاینده های آلی در آب (آفت کشها و علف کشها ) و هوا با سرعت بیشتری نسبت به ازن یا پرکسید هیدروژن تنها میباشند .

استفاده از پرتوهای فرابنفش در تیمارهوای دودکش رستورانها و اماکن عمومی
هواکشهای معمولی به سرعت از این دودها اشباع میشوند و همیشه تمیز کردن مکانیکی مورد نیاز است اما اخیرا“دریافته اند که قراردادن انواع خاصی از لامپهای فرابنفش در هواکشها باعث اکسیدو تخریب شدن روغنها و چربیها میشود و بطور قابل توجهی زمان اشباع شدن هواکشها را افزایش میدهند.

بعلت بیماریهای خطرناک مانند سارس توجه زیادی به ضدعفونی کردن هوا در بیمارستانها و اماکن عمومی با فرابنفش میشود.

فراوری مواد غذایی به منظور پرتودهی:
– انتخاب مواد غذایی:
مواد غذایی به منظور پرتودهی بایستی از لحاظ تازگی و کیفیت عمومی به دقت انتخاب شوند، به ویژه بایداز انتخاب مواد غذایی که در مراحل اولیه ی فساد هستند، اجتناب کرد.

– تمیز کردن مواد غذایی:
لازم است تمام ذرات وناخالصیهای قابل رویت خارج گردند.این عمل تعداد میکروارگانیسمهایی که باید طی عمل پرتودهی تخریب شوند را کاهش می دهد.
– بسته بندی:
آن دسته از مواد غذایی که می بایستی در معرض اشعه قرار گیرند، باید در ظروفی بسته بندی گردندکه از آنها دربرابر آلودگی ثانویه محافظت نمایند.ظروف شیشه ای شفاف هنگامی که درمعرض اشعه با دوزتقریبی10 کیلو گری قرار می گیرند، د چار تغییرات رنگی قرار می شوند و ممکن است رنگ حاصل نامطلوب باشد.

– آنزیم بری یا فرایند حرارتی:
دزهای استرلیزه کننده اشعه جهت تخریب آنزیمهای طبیعی مواد غذایی کافی نیستند. به منظور جلوگیری ازتغییرات نامطلوب پس از تاباندن اشعه، لازم است که این آنزیم ها قبلا از بین بروند.بهترین روش، استفاده ازفرایندحرارتی قبل از عمل تشعشع می باشد، نظیرآنزیم بری سبزیها ویاحرارت دادن ملایم به گوشت .

– اشعه دهی توت فرنگی با دوز 25-2 کیلوگری به منظور حفظ سفتی و تازگی و تاخیر در فساد
– پرتو دهی پودر ادویه های هندی که به طور تجاری بسته بندی شده اند با دوز 10 کیلوگری ،جهت غیر فعال کردن میکروبهای آن

– با استفاده توام از پرتودهی با دوز پایین 3-2 کیلوگری و سرد کردن تا دمای 3-0 درجه سانتی گراد فراورده های حیوانی به این ترتیب می توان عمر انباری این فراورده ها را تا هنگام فروش به مقدار کافی افزایش داد. طبق تحقیقات صورت گرفته استفاده از این تیمارهای ترکیبی به جای انجماد سبب سود اقتصادی نیز می گردد و علاوه بر آن عمرانباری کالا را نیز مطابق نیاز بازار می کند.
– دوز پایین پرتودر محدوده (15/0 – 05/0 کیلوگری ) در جلو گیری از جوانه زنی پیازها و غده های نگهداری شده نظیر سیب زمینی و سیر موثرند.

– دوزهای جذب شده در محدوده (5/0 – 15/0 کیلو گری ) برای ضدعفونی کردن محصولاتی نظیر غلات ،فراورده های غله ای و میوه های تازه و خشک به کار می روند.نوع تیمار با توجه به اینکه حشرات با دوزهای نسبتاً پایین (1-01/0 کیلوگری ) اشعه یونیزه از بین می روند انتخاب می شود. دوزهای مصرفی هیچ اثر منفی بر کیفیت دانه های غلات ندارد. فراورده هایی نظیر جو ، برنج ، ذرت ، سورگوم ، حبوبات ،آرد ذرت ، قهوه کاکائو و سویا نیز به کمک پرتو ضدعفونی می شوند.

کاربردهای تجارتی اشعه دهی
28

علامت مواد غذایی پرتو دیده

عمل برچسب زنی برای هماهنگ شدن فراورده های اشعه دیده مسئله مهمی است . در برخی کشورها عمل برچسب زنی غذاهای اشعه دیده با علامت سبز رادورا و عباراتی نظیر” اشعه دیده “، “تیمار با اشعه “، ًً” رادورا “، “محافظت شده با یونیزاسیون “و”تیمار شده با اشعه “الزامی است. تعداد دیگری از کشورها فقط ازعلامت رادورا استفاده می کنند و هیچ کلمه توصیفی دیگری به کار نمی برند.بعضی از کشورها هم هیچ برچسب خاصی برای این مورد ندارند.
اداره کل غذا وداروی ایالات متحده استفاده از فرایند اشعه دهی مواد غذایی را در مجموعه مقررات مربوط به اصلاحیه افزودنی های غذایی قرار داده است .بر اساس این مقررات وقتی یک ماده غذایی اشعه دیده می تواند در ایالات متحده فروخته شود که اداره خدمات انسانی و بهداشتی آن غذا را بی خطر تشخیص داده است و دستورالعمل شرایط ایمنی اشعه دهی در آن مورد را صادر کرده با شد.اشعه دهی غذا در ایالات متحده یک افزودنی غذایی محسوب می شود ، نه یک فرایند و بر چسب ماده غذایی باید نشان دهنده این مطلب باشد .

اثر پرتودهی برروی میکروارگانیسمها:

هنگام بررسی اثرپرتو برروی میکروارگانیسمها ،چندفاکتوربایددر نظرقرارگیرد که عبارتنداز:
1- نوع میکروارگانیسمها:
باکتریهای گرم مثبت نسبت به باکتریهای گرم منفی درمقابل اشعه مقاومتر می باشند.در بین باکتریهای گرم منفی” کوکوباسیل موراکسلا و اسینتوباکتر” مقاوم ترین باکتریهای گرم منفی هستند .حساس ترین باکتریهانسبت به اشعه یونیزه کننده سودوموناسها هستند.
به طور کلی باکتریهای اسپورزا مقاوم تراز باکتریهای بدون اسپور هستند.درمیان باکتریهای اسپورزا به نظرمیرسدکه” باسیلوس لاروا” نسبت به اکثر اسپورزاهای هوازی مقاوم تر می باشد. اسپورهای کلستروم بوتولینوم نوع A از تمام اسپورهای کلسترودیومی دیگر مقاوم ترند.مقاوم ترین باکتریهای اسپورزایی که تاکنون مشخص شده اند شامل چهار گونه از جنس” دینوکوکوس “ ویک گونه از هریک از جنسهای” دینوباکتر و رابروباکتر و اسینتوباکتر” می باشند از بین آنها دینوکوکوس رادیوفیلوس مقاوم ترین میکروارگانیسمهادر مقابل اشعه می باشد.

در بین مخمرها وکپکها ، مخمرها نسبت به اشعه مقاوم تر هستند و باکتری های گرم مثبت از مخمرها و کپکهاآسیب پذیرتر می باشند.

2- تعداد میکروارگانیسمها: به طور کلی باافزایش تعداد سلولها اثر پرتودهی کاهش می یابد.

3- ترکیب محلول های سوسپانسیون(موادغذایی):
به طورکلی وقتی میکروارگانیسمها به صورت سوسپانسیون در محلولهای بافر قرار بگیرند در مقایسه با حالتی که در محیط حاوی پروتئین قرارداشته باشند نسبت به اشعه حساس تر خواهند بود ، پروتئین ها اثر محافظت کنندگی در مقابل اشعه دارند که مانند اثر محافظت کنندگی آنها در مقابل حرارت و ترکیبات شیمیایی ضدمیکروبی می باشد.عده ای از محققین بر این عقیده اند که حضور نیتریتها ، آندوسپورهای باکتریایی را نسبت به اشعه حساستر می سازد.

4- حضور یا عدم حضور اکسیژن:
مقاومت میکروارگانیسمها نسبت به اشعه درغیاب اکسیژن بیشتر از حالتی است که اکسیژن حضور داشته باشد. به طور معمول افزودن مواد احیاکننده نظیر ترکیبات سولفیدریل اثر مشابهی در افزایش مقاومت سلولنسبت به اشعه در یک محیط بی هوازی دارد.

5- حالت فیزیکی ماده غذایی:
به طورکلی مقاومت سلولهای خشک نسبت به اشعه بیشتراز سلولهای مرطوب می باشد، همچنین مقاومت سلولهای منجمد در مقابل اشعه بیشتر از سلولهای منجمد نشده می باشد.

6- سن میکروارگانیسمها:
میکروارگانیسمها درفازتاخیرودقیقاً قبل از تقسیم سلولی بیشترین مقاومت رانسبت به اشعه از خود نشان می دهند.حساسیت سلولها با ورود آنها به فاز لگاریتمی افزایش می یابد و در انتهای این فاز مقاومت آنها به حداقل می رسد.
32

اثرات پرتودهی برکیفیت برخی مواد غذایی :

تولید طعم اشعه ای در برخی از مواد غذایی به خصوص گوشت

آزاد شدن ترکیبات مولد بو نظیر ترکیبات گوگرد دار ، کربونیل و ترکیبات الکلی
در دزهای بیش از 3 کیلوگری اتلاف تیامین درگوشت گاو ، گوسفند

ویتامین های E و B1 حساس ترین ویتامینها در برابر پرتو می باشند

نرم شدن فراورده هایی مثل میوه ها وسبزیها به علت تغییر ساختار پکتین و سلولزبیشترین دوز اشعه که اغلب میوه ها و سبزیها بدون کاهش نرمی ، اختلالات رسیدگی، تغییر طعم و… تحمل می کنند 25/2کیلوگری است.
.

–

– پرتودهی برسنتز اتیلن در سیب اثر گذاشته و سبب کاهش سرعت رسیدن آن نسبت به نمونه های پرتو ندیده می شود ، ولی در لیمو سبز ، پرتو دهی سبب تحریک سنتز اتیلن شده و موجب تسریع در زمان رسیدن لیمو سبز می گردد.
– تخم مرغ پوسته دار را نمی توان به منظور غیر فعال کردن سالمونلا در معرض اشعه قرار داد ، چرا که ویسکوزیته سفیده تخم مرغ در دوزهایی که سالمونلا غیر فعال می شود تغییر می کند ودر نتیجه مصرف کنندگان تمایلی به پذیرش تخم مرغ نخواهند داشت.
– در اثرپرتودهی طعم ناخوشایندی در شیر ایجاد می شود زیرافرا ورده های لبنی به ویژه نسبت به طعم اکسیداتیو درحین پرتوتابی با اشعه حساس می باشد.
– پرتودهی از جوانه زدن سیب زمینی جلوگیری می کند.
– اشعه دهی سیب زمینی سبب می شود که تغییرات رنگی و غلظت ترکیبات فنولی افزلیش و غلظت لیپیدهاو فسفولیپیدها کاهش یابد.
– اشعه دهی دانه سویا با 5/7 درصد رطوبت اثر چندانی بر ترکیبات فسفولیپیدی ندارد،اما در دانه سویا با درصد رطوبت بیشتر سبب آسیب دیدگی فسفولیپیدها می شود، همچنین غلظت فسفر غیر آلی دانه سویا را به مقدار زیادی افزایش و غلظت فیتات آن را کاهش می دهد.

کاربرد اوزون در مواد غذایی
35

چرا اوزون؟
اوزون بعد از فلورین قویترین اکسید کننده موجود است درنتیجه خاصیت باکتری کشی بالایی دارد.
خاصیت ضدعفونی کنندگی آن 3000 برابر کلر است.
بر انواع بیشتری از میکروارگانیسمها نسبت به کلرین، با غلظت کمتر موثر است.
باقیمانده یا محصولات ثانویه مضر برای سلامتی و محیط زیست تولید نمی کند.
ozonation
36

چرا اوزون؟
مقاومت میکروارگانیسمها در برابر کلرین افزایش یافته است در حالیکه در اوزون اینطور نیست.
اوزون اضافی سریعا تجزیه شده و به حالت اکسیژن در می آید.
در نتیجه رها شدن اتفاقی در محیط باقی نمی ماند و سریعا تجزیه می شود.
ozonation
سنگینتر از هوا است در نتیجه احتمال نشت یا پراکنده شدن سریع و آنی آن وجود ندارد.
37

چرا اوزون؟
دارای بوی تند و مشخصی است (حد آستانه 0.1 ppm) در نتیجه در صورت نشت کردن میتوان به راحتی آنرا تشخیص داد.
در صورت در معرض قرار گرفتن انسان با اوزون، تنها عوارض حاد و موقت در انسان ایجاد می کند.
بعنوان ماده سرطانزا یا موتاژن شناخته نشده است و در بدن تجمع پیدا نمی کند.
در محل باید تولید شود و انبار کردن گاز فشرده لازم نیست.
مصرف انرژی کمتری نسبت به فرایندهای CIP معمول که از آب داغ استفاده می کنند، داراست.
ozonation
38

ساز و کار اثر اوزون
اوزون با مواد آلی و غیرآلی به دو شکل ترکیب می شود:
1- واکنش مستقیم- این واکنش بیشتر در مورد ترکیبات غیر اشباع رخ می دهد. اوزون در محل پیوند دو گانه وارد می شود.
O3 + M Mox
2- تجزیه اوزون بصورت رادیکال و واکنش رادیکال با ترکیب مورد نظر- این سازوکار در ترکیبات اشباع رخ می دهد.
O3 OH Mox
سرعت واکنش اوزون با ترکیبات اشباع با یک پیوند کندتر است.
OH-
M
ozonation
39

سازو کار اثر اوزون
اوزون به راحتی با یونهای اکسید شونده مانند یون گوگرد و سولفید و سولفات واکنش می دهد.
نحوه عمل اوزون بر میکروارگانیسمها
تاثیر اوزون بر ترکیبات نوکلئیکی- اوزون محلول در آب با اسیدهای نوکلئیک بویژه تیامین واکنش می دهد، پلاسمید را باز کرده و در E.Coli جهش ایجاد می کند.

تاثیر اوزون بر غشای سلولی- اوزون اسیدهای چرب غیر اشباع (از طریق پیوند دو گانه)، آنزیمهای غشاء (از طریق گروه سولفیدریل)، گلیکو پروتئینها و گلیکو لیپیدهای غشاء را اکسید کرده و بر نفوذ پذیری غشاء تاثیر گذاشته و منجر به مرگ سلول می شود.
ozonation
40

نحوه عمل اوزون بر میکروارگانیسمها
تاثیر اوزون بر پوشش اسپورها- پروتئینهای پوشش اسپور به سرعت در برابر اوزون از بین می روند.
تاثیر اوزون بر آنزیمها- این سازوکار از نظر دانشمندان مهمترین اثر در غیر فعال سازی میکروارگانیسمها می باشد. در E. Coli اوزون از طریق مداخله در سیستم تنفسی و آنزیمهای آن منجر به مرگ سلول می شود که احتمالا این اثر اوزون به علت اکسید کردن گروه سولفیدریل در بخشهای سیستئین آنزیمها می باشد.

بطور کلی اوزون بر سلولهای رویشی بیشتر از هاگها موثر است.
بر طبق بعضی از گزارشات نحوه عمل اوزون بر باکتریهای گرم مثبت و منفی متفاوت است و دلیل این امر را تفاوت در ساختار غشاء سلولی این میکروارگانیسمها دانسته اند.
ozonation
41

نحوه عمل اوزون بر میکروارگانیسمها

سلول باکتری در محلول.
اوزون در محلول نزدیک به باکتری وارد می شود.
اوزون به ترکیبات آلی موجود در دیواره سلولی متصل می شود.
ozonation
42

نحوه عمل اوزون بر میکروارگانیسمها

رادیکال آزاد اوزون پیوندهای دیواره سلولی باکتری را می شکند، تغییر در نفوذ پذیری دیواره ایجاد می شود.
همینطور که اوزون ثبات دیواره سلول را از بین می برد، کلیه ساختار آن از هم می پاشد.
باکتری در حد یک هزارم ثانیه از بین می رود و اوزون باقیمانده باکتریها و ترکیبات موجود دیگر را اکسید می کند.
ozonation
43

عوامل موثر بر واکنش اوزون
1-درجه حرارت
2- مقدار pH: در pH 5.6- 9.8 کشندگی اوزون صورت می گیرد.

ozonation
افزایش کارایی بوسیله ترکیب روشها
کارایی اوزونه کردن را میتوان بوسیله ترکیب کردن آن با سایر روشهای ضدعفونی کردن افزایش داد.
از جمله روشهای معمول مورد استفاده همراه با اوزونه کردن استفاده از امواج فرابنفش، پراکسید هیدروژن، افزایش pH یا ترکیبی از این موارد می باشد.
44

مقایسه اوزون با ضدعفونی کننده های معمول

ozonation
45

کاربردهای اوزون در غذا
بطور کلی اوزون به منظور:
نگهداری مواد غذایی (Food preservation)
افزایش زمان ماندگاری در سبزی و میوه جات (shelf life)
ضدعفونی کردن تجهیزات، و بسته بندی صنایع غذایی و تصفیه فاضلابهای حاصل از کارخانجات مواد غذایی و بوبری انبارها و ضدعفونی کردن هوا استفاده می شود.
ایبانوقلو (2002) در تحقیقی گاز اوزون را به کمک پمپ سانتریفوژ در آب C˚20 حل کرد. دانه های گندم را با استفاده از این آب شستشو داد. خمیر حاصل از این گندمها مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که استفاده از اوزون منجر به کاهش بار میکروبی شده و بر خصوصیات دیگر خمیر به استثنای خواص اکستنسوگراف در گندم نرم بی تاثیر است. این عمل برای گندم سخت پیشنهاد شده است.

ozonation
46

چند نمونه از کاربردهای اوزون

تاثیر اوزون را در از بین بردن آفلاتوکسین در ذرت پرودنت (2002) مشاهده کرد که AFB1 بصورت مناسبی کاهش یافت و در آفلاتوکسینهای دیگر این تاثیر کمتر بود ولی از طرف دیگر مقدار اسیدهای چرب تغییر کردند.

در مطالعه کومار (2003) نشان داده شد که استفاده همزمان از اوزون و حرارت خفیف می تواند آفلاتوکسینهای موجود در بادام زمینی را به مقدار 78% کاهش دهد که این عمل توسط حرارت به تنهایی قابل انجام نیست.

ozonation
47

نتیجه گیری
با وجود مزایای فراوان، به علت مقدار زیاد مواد ترکیب شونده با اوزون و نیز حضور حفرات و منافذ در بافتهایی چون گوشت، تیمار با اوزون در اینگونه مواد توصیه نمی شود.

درصورتیکه غلظت اوزون را آنقدر بالا ببریم که بتواند بر این مواد موثر واقع شود، تغییر در خواص ارگانولپتیک (تغییر طعم و رنگ) ایجاد می شود.
در عین حال استفاده از اوزون حل شده در آب بر روی مواد غذایی که سطوح صاف و همواری دارند،

همچنین برای ضدعفونی کردن تجهیزات و بسته بندی پیشنهاد می شود.

ozonation
48

فراصوت در صنایع غذایی
فراصوت (Ultrasound)
به صوتی گفته می شود که تواتر یا فرکانس آن بالاتر از حدی است که گوش انسان بتواند به آن واکنش دهد یا به عبارتی بالاتر از kHz20 است. دامنه شنیداری انسانها از حدود Hz20 تا kHz20 می باشد( حد بالایی با افزایش سن کاهش می یابد ). بعضی جانداران دامنه ی شنیداری وسیع تری دارند برای مثال سگها Hz40 تا حدود kHz45 و خفاشها kHz1 تا kHz150.

غیر فعال سازی میکرو ارگانیسم ها
تیمار حرارتی روش بسیار رایج در غیر فعال سازی میکربی است که سبب افزایش زمان ماندگاری می گردد. تیمار گرمایی سبب تغییرات نامطلوب در بافت، طعم، رنگ ، بو و کیفیت تغذیه ای (ویتامین ها ، پروتئین ها) می شود.غیر فعال سازی میکربی و آنزیمی از دیگر کاربردهای فراصوت در فرایند مواد غذایی است. البته فراصوت به تنهایی در از بین بردن میکربها در مواد غذایی خیلی موثر نیست و زمانی که همراه با روشهای ضد میکربی دیگر بکار گرفته شود موثرترخواهد بود برای مثال:
گرما و فراصوت، فشار و فراصوت، فشار، گرما و فراصوت
مشخص شده که در معرض قرار دادن میکربها با فراصوت، سبب نازک شدن دیواره ی سلولی و آزاد شدن غشای سیتوپلاسم از دیواره ی سلول می شود.

خشک کردن: فراصوت تاکنون برای آبگیری در سیستم های جامد- گاز مثلا“ خشک کردن پیاز بکار رفته است.
از طریق فراصوت ، تعیین غلظت و اندازه ی ذرات در امولسیونها و سوسپانسیونهای غذایی نظیر اندازه ی ذرات و قطرات میسل های کازئین، امولسیونهای روغن در آب و ذرات کلوئیدی در آب پرتقال امکانپذیر است.

کاربردهای فرا صوت
50

خشک کردن

کاهش آب در دسترس یک راه نگهداری مواد غذایی است. حرارت خواص ارگانولپتیکی و مقادیر مواد مغذی ماده ی غذایی را تحت تاثیر قرار می دهد. برای اجتناب از اثرات ناخواسته ی حرارت، تلاشهایی برای پیدا کردن روشهای جدید نگهداری مواد غذایی صورت گرفته است.

در این زمینه فراصوت دارای آینده ای روشن و امید بخش است چرا که بدون تاثیر قراردادن ویژگیهای اساسی و کیفیت محصولات عمل می کند. نوسانهای با میدان نوسانی بالا قادر به افزایش گرما و فرایند انتقال توده در مواد هستند. فراصوت تاکنون برای آبگیری در سیستم های جامد- گاز مثلا“ خشک کردن پیاز بکار رفته است. در سامانه های جامد- مایع، فراصوت در تیمار محصولاتی که در محلولهای هیپرتونیک غوطه ور شدند، چه در محلولهای شکر برای میوه جاتی مثل سیب یا در محلول نمکی در مواردی مثل پنیر یا گوشت نیز بکار رفته است.

کاربردهای تشخیصی

فراصوت می تواند برای تشخیص وجود یا عدم وجود یک ماده در قوطی، لوله، تانک و غیره بکار رود مثلا” برای تعیین اینکه آیا میزان مایع موجود در تانک پایین تر یا بالاتر از حالت بحرانی است یا نه و برای تعیین وجود بقایای ماده در یک لوله بکار می رود.
تعیین ضخامت لایه های چربی و گوشت بی چربی در بافت حیوانی و تعیین ضخامت پوشش های فراورده های قنادی مانند ضخامت لایه ی شکلات در شیرینی جات نیز بوسیله ی فراصوت امکان پذیر است.
تشخیص مواد خارجی نا مطلوب مانند قطعات فلز، شیشه، چوب، پلاستیک و غیره در مواد غذایی از دیگر کاربردها است. به دلیل اینکه مواد خارجی نا مطلوب مقاومت صوتی بزرگتری نسبت به سایر اجزاء غذایی دارند، به آسانی توسط فراصوت مشخص می شوند.
حسگرهای فراصوت در مواقعی که کاربرد حسگرهای مرسوم حرارتی امکانپذیر نیست مانند اندازه گیری درجه ی حرارت در محیط های مایکروویو یا در محیط های با درجه ی حرارت بالا مفید است چون خواص فراصوتی مواد نسبت به حرارت حساس می باشند به همین دلیل فراصوت را می توان در رابطه با اندازه گیری درجه ی حرارت نیز بکار برد.
فراصوت برای اندازه گیری ترکیبات مواد غذایی مانند اندازه گیری نسبت چربی به گوشت بدون چربی در گوشت، میزان روغن مواد غذایی چرب، مقدارچربی جامد، ترکیب شیر ،غلظت قند، میزان الکل نوشیدنی های الکلی، تری گلیسیریدها در روغن، اندازه گیری هوا در مواد غذایی حجیم شده، غلظت نمک در آب نمک و … بکار می رود.
52

از طریق فراصوت ، تعیین غلظت و اندازه ی ذرات در امولسیونها و سوسپانسیونهای غذایی نظیر اندازه ی ذرات و قطرات میسل های کازئین، امولسیونهای روغن در آب و ذرات کلوئیدی در آب پرتقال امکانپذیر است. از مزایای این روش این است که می تواند برای سامانه هایی که از لحاظ نوری کدر هستند، محیط های تغلیظ شده و غیرهادی الکتریسیته بکار رود.

جیمز، ام ، جی . مترجمین(مرتضوی،علی).(معتمدزادگان،علی).(اعلمی،مهران)و(نایب زاده،کوشان).(1376).میکروب شناسی غذایی مدرن،جلد دوم.انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد.ص:67-68.
R. yaun, B.(2002). Efficacy of ultraviolet treatments for the inhibition of pathogenes on the surface of fresh fruits and vegetables. A thesis submitted in partial fulfillment of the requirments for the degree of masters of science in food science and technology,virginia,16-45.
Allende , A., Artes , F.(2003). Uv-c radiation as a novel technique for keeping quality of fresh processed “Lollo Rosso” lettuce . Food research international , 36 , 739-746 .

Marquenie , D.,Michiels , C.W., Van Impe , J., Schrevens , E. & Nicolai , B.(2003). Pulsed white light in combination with uv-c and heat to reduce storage rot of strawberry . Postharvest Biology and Technology , 28 ,455-461 .
منابع :
54

Sizer , C.E. ,Balasubramaniam , V.M .(1999).New intervention processes for minimally processed juices . Food Technology , 53 (10) , 65-66 .

Gerner , R.E.(1979) . Ultraviolet purification to the cheese and food industries . Marschall Italian & specialty cheese seminsrs . http://www.marschall.com/marschall/proceed/pdf/79-55.pdf .

Benedo, J., Carcel, J., Clemente, G., and Mulet, A, “Dairy Foods Cheese Maturity Assessment using Ultrasonics”, J.Dairy Science, vol. 83, No.2, 2000.

Coupland,J.N., “Low Intensity Ultrasound”, J. Food Research International,
Vol.37, 537-543, 2004.
55

De la Fuente, S., Riera, E., Gallego, J.A., Gomez, T.E., Acosta,V.M. and Vazquez, F., “Parametric Study of Ultrasonic Dehydration process”, Paris, pp.7-10, 2003.

Garkal,G.S., “Handbook of Ultrasound”, 1992, Medical Publishers(P)LTD, New Delhi.

Mason, T.J., Lorimer, J.P., “Applied Sonochemistry”, 2001, WILEY-VCH,U.K.

Mulet, A., “New Food Drying Technologies-Use of Ultrasound”, J. Food Science
Technology International, Vol.9, No.3, 215-221, 2003.

Piyasena,P., Mohareb,E. and Mckellar, R.C., “Inactivation of Microbes using Ultrasound: a review”, J. Food Microbiology, Vol.87, Issue 3, 207-216, 2003.
56

Han, Y., Floros, J. D., Linton, R.H., Nielson, S. S., Nelson, P. E., (2002), Response Surface modelling for the inactivation of Escherichia coli 0157:H7 on green peppers (Capsicum annum) by ozone gas treatment,, journal of food science, 67, 3, pp: 1188- 1193.
Jae-Seoun, Hur,. Soon-Ok, Oh,. Young, Jin Koh., (2005), Novel effects of TiO2 photocatalytic ozonation on control of postharvest fungal spoilage of kiwifruit, Postharvest Biology and Technology, 35, 1, pp: 109- 113.
Khadre,. Yousef, A.E., (2001), Sporocidal action of ozone and hydrogen peroxide: A comparative study, Int J food Microbiology, 71, 2-3.
Khadre, M.A., Yousef, A.E., (2001), Microbiological aspects of ozone application in food: a review, Journal pf food science, 66, 9, pp. 1242- 1252.
Prudente, A.D., King, J.M., (2002), Efficacy and safety evaluation of ozonation to degrade aflatoxin in corn,, Journal of food science, 67, 8, pp: 2866- 2872.
Restaino, Lawrence., Frampton, Elon W., Hemphill, Jenifer B., Palnikar, Paul., (1995), Efficacy of ozonated water against various food related microorganisms,, Applied and environmental Microbiology, pp: 3471- 3475.
57

تعداد صفحات : 57 | فرمت فایل : ppt

بلافاصله بعد از پرداخت لینک دانلود فعال می شود