مایکرو ویو در صنایع غذایی

[azarafrooz 14221]

پرتو دادن و انرژی مایکروویو ، فرآیندهایی هستند که در صنایع غذایی مطرح می‌شوند. در فرآیند تشعشع و حرارت دادن مواد غذایی با میکروویو ، انرژی رادیان در مواد غذایی جذب می‌گردد. این فرآیندها ، به‌تازگی برای مواد غذایی کاربرد یافته است. گرچه در سال‌های اخیر تحقیقات دامنه داری در زمینه کاربرد این دو تکنولوژی به عمل آمده است، ولی تحقیقات بیشتری در زمینه پتانسیل بالقوه آنها باید انجام گیرد.

 

اگرچه پرتو دادن مواد غذایی یک روش نگهداری محسوب می‌شود، ولی دارای پتانسیل بالقوه برای قرار گرفتن در خط عملیات واحد و ایجاد تغییرات لازم در مواد غذایی دارد.

 

تاریخچه

 

پرتو دادن مواد غذایی روش جدیدی است. کشف پرتوهای مصنوعی مانند اشعه ایکس و مواد رادیواکتیو طبیعی در خلال سال‌های 1896- 1895 انجام گرفته است. استفاده از پرتو در مواد غذایی ، بعد از جنگ جهانی دوم متداول شده است. با توسعه تولید رادیو ایزوتوپ‌ها و اکسلاتورهای با انرژی زیاد تحقیقات پیگیرتری انجام گرفته است. در مدت بسیار کوتاهی بعد از جنگ جهانی دوم ، تحقیقات در زمینه پرتو دادن مواد غذایی به‌سرعت در مقایسه با سایر روشهای نگهداری مواد غذایی گسترش یافته است. بیشتر این تحقیقات در زمنیه ایمنی و سلامت ماده غذایی پرتو داده شده بوده است.

 

تشعشعات یونیزه و منابع آن

تشعشعات یونیزه اصلی که در مواد غذایی کاربرد دارند، اشعه گاما از عناصر رادیواکتیو و تشعشعات الکترونی بوسیله ماشین اکسلاتور تولید می‌شود. قدرت نفوذ اشعه گاما خیلی زیاد است، بطوری‌که اگر صفحه سربی ضخامت زیادی نداشته باشد، از آن عبور می‌کند. در پرتو دادن مواد غذایی ، اگر از اشعه‌هایی که قدرت نفوذ زیادی دارند استفاده شود، علاوه بر اینکه میکروبهای سطحی و آنزیم‌ها را از بین می‌برند، در درون ماده غذایی نیز تغییراتی بوجود می‌آورند.

 

شیوه عمل اثر پرتوها

تشعشعات یونیزه که در مواد غذایی منتشر می‌شود، بستگی به طبیعت مواد غذایی و ویژگی‌های پرتو دارد. وقتی که تشعشعات یونیزه کننده با میزان انرژی متوسط از مواد غذایی عبور می‌کند، بین اشعه و ذرات ماده غذایی تصادم در سطح مولکولی و اتمی بوجود می‌آید. وقتی که انرژی حاصل از تصادم به اندازه کافی باشد، تخلیه الکترونی در مدار اتم بوجود آمده ، مولکول تغییر می‌کند. در این حالت انرژی حاصل از تصادم ، باعث شکستن باندهای شیمیایی بین اتم‌ها می‌شود. یکی از تغییرات ، بوجود آمدن رادیکال آزاد می‌باشد.

 

ابتدا تصور می‌شد که اثرات انهدامی و موتاسیون حاصل از تشعشع ، مربوط به تماس و برخورد مستقیم اشعه با انرژی زیاد به مرکز سلول و بافت زنده می‌باشد. تغییرات در ماده غذایی به هنگام پرتو دادن فقط مربوط به تصادم اشعه با موجود زنده و یا غیر زنده نیست، بلکه یک‌سری تغییرات غیر مستقیم مانند برخورد اشعه به سلول یا مولکول ویژه از ماده غذایی که تولید یک جفت یون و رادیکال آزاد می‌کند، بوجود می‌آید. همین پدیده در هنگام برخورد به آب نیز پدیدار می‌شود.

 

اثرات کلی پرتوهای یونیزه

تشعشع دادن باعث تغییرات نامطلوب در ساختمان آلی و بیوشیمیایی لازم برای ادامه حیات می‌شود. همچنین پرتوهای یونیزه باعث انهدام گیاهان ، کشته شدن حیوانات و از بین رفتن میکرو ارگانیزم می‌گردند. در مواد غذایی ، دوز زیاد ، تغییرات نامطلوبی روی پروتئین‌ها ، هیدراتهای کربن ، چربی‌ها ، ویتامین‌ها ، رنگدانه‌ها ، مواد معطر ، آنزیم‌ها و غیره می‌گذارد.

 

همچنین دوز زیاد ، باعث تغییر خواص بعضی از مواد بسته بندی مانند فیلم‌های پلاستیکی و لاک داخل قوطی‌ها می‌شود. در هر حال ، در حالت دوم ، میزان دوز مصرفی بیش از نیازهای استریلیزاسیون یا پاستوریزاسیون که برای مقبولیت محصول ضروری است، می‌باشد.

 

 

 

 

کاربرد پرتوهای یونیزه

به‌علت توان پرتوهای یونیزه در تغییر مولکولها و ایجاد واکنش‌های شیمیایی ، این پرتوها کاربرد وسیعی یافته‌اند. یکی از موارد مصرف پرتو که تقریبا نقش نگهداری دارد، رهایی از اثر مخرب میکروبهای پاتوژن مانند سالمونلا و باکتری آنتراکس در مواد غذایی و خوراک دام می‌باشد. پرتو یونیزه علاوه بر خاصیت انهدام میکروبها ، پروتئین‌ها را هیدرولیز کرده ، باعث اصلاح آن و تولیدنشاسته و سلولز می‌شود.

 

در نتیجه ، از پرتوها برای بهبود ارزش تغذیه‌ای بعضی از فراورده‌های گیاهی ، نرم کردن گوشت و سبزی‌ها و کاهش روشهای سوخاری کردن دانه‌های قهوه و افزایش بهبود قدرت جذب آب فرآورده‌های خشک غذایی استفاده می‌شود. تشعشعات یونیزه واکنشهای پلیمریزاسیون را نیز تسریع می‌کنند. افزایش قدرت کشش پذیری و مقاومت در برابر تورم و جذب آب ، از موارد کاربرد پرتو در بسته بندی مواد غذایی است.

 

مقایسه روش مایکروویو و روش‌های معمولی حرارت دادن

در روش‌های حرارت دادن معمولی مانند روش استفاده از شعله ، تماس مستقیم با صفحه داغ و غیره است. منبع حرارتی باعث می‌گردد که مولکول ماده غذایی از قسمت سطحی به سمت داخل به ترتیب گرم شوند. در این نحوه گرم کردن درجه حرارت گرادیانت تولید شده و سطح خارجی ماده غذایی قبل از گرم شدن قسمت داخلی ، سوختگی پیدا می‌کند. در این روش تا چندین سانتی‌متر در عمق مواد غذایی منتشر شده ، تمام قسمت‌های آن یکنواخت گرم می‌شود. در اثر این سرعت انتشار ، رطوبت به حالت جوش از ماده غذایی تبخیر می‌گردد.

 

سپس بخار ایجاد شده به‌صورت هدایت ، مولکولهای جامد را گرم می‌کند، تا وقتی که آب آزاد وجود داشته باشد، به بخار تبدیل شده ، درجه حرارت ماده غذایی بیش از درجه حرارت آب نمی‌شود. در نتیجه به علت شرایط فوق ، برشته شدن سطحی در این روش حرارت دادن به وجود نمی‌آید. در تولید نان ، طبخ گوشت و مواد غذایی مشابه که کیفیت آنها با سوخاری و قهوه‌ای شدن مقبولیت بیشتری پیدا می‌کند، در روش حرارت دادن با امواج مایکروویو ، این حالت به بوجود نمی‌آید. در فرآیندهایی که نیاز به پوسته و قهوه ای شدن داشته باشند ، بعد از استفاده از مایکرو ویو از یک روش توام دیگر نیز استفاده می‌شود.