نگهداري مواد غذايي با استفاده از تشعشع

[masi eng 47,044]

نگهداري مواد غذايي با استفاده از تشعشع

 

 

درتحقيقاتي كه درمورد روشهاي جديد نگهداري مواد غذايي صورت گرفته است، محققان توجه خاصي به امكان استفاده از اشعه هايي با فركانس هاي مختلف (از جريان الكتريكي با فركانس پايين تا تشعشعات گاما با فركانس بالا) داشته اند. (10-1). بيشتر اين تحقيقات درمورد اشعه ماوارءبنفش ،تشعشعات يونيزه وگرم كردن با مايكروويو بوده است.

معمولا طيف كامل نور را به دو گروه تقسيم مي كنند كه هر كدام دريك طرف نور مرئي قرار مي گيرند. يك دسته شامل امواج راديويي تا اشعه مادون قرمز است كه فركانس پايين، طول موج بلند و انرژي كوانتو مي كمي دارند.

اين تشعشعات با گرم كردن ماده غذايي ،ميكروارگانيسم ها را ازبين مي برند. دسته دوم شامل اشعه هايي است كه فركانس بالا طول موج كوتاه وانرژي كوانتومي زيادي دارند وبدون گرم كردن ماده غذايي سبب تخريب ميكروارگانيسم ها بدون استفاده از حرارتهاي بالا تحت عنوان استريليزاسيون سرد معروف است.

تشعشعات مورد استفاده درصنايع غذايي (داراي طول موج كوتاه) به دو گروه تقسيم مي شوند. دسته اول شامل تشعشعاتي با فركانس پايين تر وانرژي كمتر است مانند بخش ماوراء بنفش طيف كه مقدار انرژي آن به اندازه اي است كه فقط مي تواند ملكولها را تحريك كند. اين ناحيه طيف درصنايع غذايي استفاده شده وبا عنوان اشعه ماوراء بنفش ناميده مي شود .

دسته دوم تشعشعاتي با فركانسهاي بالاتر هستند كه مقدار انرژي زيادي دارند وقادراند ملكولها را به يونها تجزيه نمايند واز اين رو تشعشعات يونيزه ناميده مي شوند.

 

اشعه ماوارء بنفش

درميان تشعشعات الكترومغناطيسي مختلف اشعه ماوراء بنفش كاربرد گسترده اي در صنايع غذايي پيدا كرده است. تشعشعاتي با طول موجهاي نزديك 260 نانومتر به شدت توسط پورين ها وپريميدين ها جذب مي شوند وميكروبها را ازبين مي برند. تشعشعات ماوراء بنفش با طول موج حدود 200 نانومتر به شدت توسط اكسيژن جذب شده وتوليد ازن مي كنند كه بر ميكروارگانيسم ها مؤثر است.

 

لامپهاي ميكروب كش

متداولترين منبع توليد اشعه ماوراء بنفش درصنايع غذايي لامپهاي بخار كوارتز – جيوه يا لامپهاي جيوه كم فشار است كه اشعه اي با طول موج 254 نانومتر ساطع مي كنند. تشعشعات اين لامپها شامل اشعه هاي ناحيه مرئي وناحيه اريتميك است كه تشعشعات ناحيه اريتميك سبب سوزش پوست وغشاهاي مخاطي مي شوند. اين لامپها در اندازه ،شكل وقدرتهاي مختلف در دسترس اند. انواع جديدتر مقدار كمي هم ازن ايجاد مي كنند.

 

عوامل مؤثر بر كارايي اشعه ماوراء بنفش

بايد توجه نمود كه اشعه ماوراء بنفش در صورتي مؤثر است كه به صورت مستقيم ويا به كمك منعكس كننده هاي خاصي تابيده شود وحتي درصورت استفاده از منعكس كننده ها ،

اثر آن كمتر خواهد شد. عوامل مؤثر بر كارايي اشعه ماوراء بنفش عبارت انداز:

 

1-

زمان : هر چه زمان تابش اشعه طولاني تر باشد اثر اشعه بيشتر خواهد بود.

2-

شدت : اشعه اي كه به يك ماده غذايي مي رسد به قدرت لامپ فاصله لامپ تا ماده غذايي نوع ومقدار دخالت مواد موجود درمسير اشعه وابسته است. مشخص است كه با افزايش قدرت لامپ ، شدت اشعه افزايش خواهد يافت . معمولا شدت برحسب ميكرووات در سانتي متر مربع اندازه گيري مي شود. مقدار يا دوز اشعه با فاصله شيء از لامپ نسبت معكوس داردو معمولا در صنعت از فاصله هاي كم استفاده مي شود . به عنوان مثال لامپي كه درفاصله پنج اينچي ماده غذايي قرار مي گيرد نسبت فاصله حدود دوازده اينچي است . گرد غبار موجود درهوا يا درلامپ وهمچنين رطوبت هوا كارايي اشعه را كاهش مي دهند. در رطوبت هاي كمتر از شصت درصد تاثير كمتري دارند.

 

3-

نفوذ: ماهيت جسم يا ماده اي كه درمعرض اشعه قرار مي گيرد اثر مهمي دركارايي فرآيند دارد. ميزان نفوذ اشعه به هنگام عبور از آب زلال كاهش مي يابد وبدين ترتيب يك اثر محافظت كنندگي برميكروارگانيسم ها ايجاد مي شود. نمكهاي معدني حل شده (به ويژه آهن) وكدر بودن آب ،ميزان كارايي اشعه را به مقدار زيادي كاهش مي دهند. حتي يك لايه نازك چربي يا گريس از نفوذ اشعه جلوگيري مي كند. اشعه قدرت نفوذ دراشياء كدر وغير شفاف را ندارند. بنابراين دربيشتر موارد اشعه فقط برسطح خارجي مواد غذايي كه درمعرض مستقيم لامپ قرار گرفته اند اثر مي گذارد وبه ميكرواگانيسم هاي داخل ماده غذايي نمي رسد. ولي با اين وجود لامپها تعدادي از ميكروارگانيسم هاي زنده موجود درهواي اطراف ماده غذايي راهم از بين مي برند.

 

اثرات اشعه ماوراء بنفش برانسان وحيوانات

نگاه كردن مستقيم به مدت چند ثانيه به لامپهاي ماوراء بنفش سبب سوزش چشم مي شود وچنانچه به مدت بيشتري درمعرض آن قرار بگيريم اريتما ( تورم سطحي پوست وايجاد لكه هاي قرمز رنگ در پوست) ايجاد مي شود. معمولا روي حيوانات اثر خاصي ندارد اما سوزش چشم ها دربعضي از حيوانات مثل ،جوجه ، مشاهده شده است.

 

اثرات اشعه ماوراء بنفش برميكروارگانيسم ها

همان طور كه گفته شد شدت اشعه زمان درمعرض قرار گرفتن ميكروارگانيسم درميزان ميكروب كشي اشعه مؤثراند. هر ميكروارگانيسمي يك مقاومت مشخصي نسبت به اشعه ماوراء بنفش دارد.با توجه به مرحله رشد وحالت فيزيولوژيكي سلول مقاومت آن تغيير مي كند. مقاومت سلولهاي رويشي بعضي از ميكروارگانيسم ها درمقايسه با ساير ميكروارگانيسم ها پنج برابر بيشتر است اما به طور كلي دربين گونه هاي مختلف اختلاف زيادي مشاهده نمي شود. مقدار اشعه ماوراء بنفش لازم براي تخريب بعضي از ميكروارگانيسم ها درجدول (10-1) مشاهده مي شود. مكان استقرار ميكروارگانيسم ها به هنگام آزمايش اثر زيادي دارد.

 

به عنوان مثال براي ازبين بردن 99-97 درصد اشريشيا كلي هاي موجود درهوا توسط يك لامپ پانزده واتي كه درفاصله بيست وچهار اينچي زمان لازم بيست ثانيه لازم است اما براي كشتن اين تعداد باكتري درمحيط آگار ودرفاصله يازده اينچي زمان لازم بيست ثانيه است.

تجمع باكتريها وتوليد كپسول مقاومت آنها را افزايش مي دهد. معمولا تخريب اسپور باكتريها نسبت به سلولهاي رويشي دو تا پنج برابر زمان بيشتري لازم دارد. بعضي از رنگدانه ها اثر حفاظتي دارند. به طور كلي مقاومت مخمرها دو تا پنج برابر باكتريهاست اگر چه بعضي از آنها به آساني كشته مي شوند ومقاومت كپكها ده تا پنجاه برابر باكتريها گزارش شده است. كپكهاي مولد رنگدانه نسبت به غير مولد رنگدانه مقاومت بيشتري دارند واسپورها نسبت به ميسيلوم ها مقاوم تراند. اثر كشندگي اشعه ماوراء بنفش معمولا به وسيله (تئوري هدف) بيان مي شود كه درقسمت تشعشعات يونيزه بحث خواهد شد.

 

كاربرد اشعه ماوراء بنفش درصنايع غذايي

كاربرد اشعه مارواء بنفش درصنايع غذايي مربوط به نگهداري بعضي از مواد غذايي است. نمونه هايي از استفاده موفقيت آميز اشعه ماوراء بنفش درصنايع غذايي عبارت است از : ضد عفوني كردن آب مصرفي درصنايع نوشابه سازي ؛ رسانيدن گوشت ؛ ضد عفوني كردن چاقو براي بريدن نان ؛ ضدعفوني كردن نان وكيك ها ؛

ضدعفوني كردن وسايل غذا خوري ؛ جلوگيري از رشد مخمرهاي سطحي درشوري جات ، سركه وكلم برگ تخمير شده؛ كشتن اسپورهاي موجود درشكر وشربت ها؛ نگهداري وبسته بندي پنير؛ جلوگيري از رشد كپكها بر روي ديوارها وسقف ها ؛ ضد عفوني كردن هواي مورد استفاده در اتاقهاي نگهداري وفرآوري.

 

انواع تشعشعات يونيزه

تشعشعات يونيزه شامل اشعه ايكس، اشعه گاما ، اشعه كاتدي ، اشعه بتا ، پروتونها ، نوترونها واشعه آلفاست. نوترونها در مواد غذايي خاصيت راديوا كتيويته ايجاد مي كنند وپروتونها واشعه آلفا قدرت نفوذ كمي دارند. بنابراين استفاده ازاين اشعه ها براي نگهداري مواد غذايي عملي نيست ودراين جا هم بحث نمي شوند.

اشعه ايكس امواج الكترو مغناطيسي نفوذ پذيري هستند كه توسط بمباران كردن يك فلز سنگين با اشعه كاتدي دريك لوله تحت خلاء به وجود مي آيند. درحال حاضر استفاده ازاين اشعه درصنايع غذايي اقتصادي نيست.

اشعه گاما شبيه اشعه ايكس است بااين تفاوت كه از محصولات جانبي حاصل از شكافت اتمي ويا محصولات مشابه آنها ساطع مي شود. كبالت 60 وسزيم 137 از مهمترين منابع اين اشعه هستند كه در كارهاي تحقيقاتي مورد استفاده قرار مي گيرند وكبالت 60 كاربرد تجاري بيشتري دارد. اشعه بتا جرياني از اكترونهاي (ذرات بتا) ساطع شده از مواد راديوا كتيو است . الكترونها ذرات كوچكي با بار منفي وجرم يكسان هستند وبخشي از اتم را تشكيل مي دهند.

الكترونها توسط ميدانهاي الكتريكي ومغناطيسي منحرف مي شوند ومقدار نفوذشان به سرعت آنها درهنگام برخورد با هدف بستگي دارد. افزايش بار الكترونها ، مقدار نفوذ آنها را

زياد مي كند.

اشعه كاتدي جرياني از الكترونهاي (ذرات بتا) حاصل از كاتد يك لوله تحت خلاء هستند. درعمل سرعت اين الكترونها را با استفاده از روشهاي مصنوعي افزايش مي دهند.

 

مفهوم چند اصطلاح

قبل از بحث درباره استفاده از تشعشعات يونيزه ، لازم است چند اصطلاح تعريف شود.

 

رونتگن (

r

) :

يك رونتگن مقدار اشعه گاما يا ايكسي است كه يك واحد الكترواستاتيك بارالكتريكي (مثبت يا منفي) دريك سانتي متر مكعب از هوا درشرايط استاندارد توليد مي كند.

 

رپ :

يك رپ مقدار انرژي يونيزه اي است كه دريك گرم از بافت زنده توليد مي شود ومعادل يك رونتگن است.

 

مگارپ :

يك مگارپ معادل يك ميليون رپ است. يك رونتگن يا يك رپ معادل جذب شدن 89-83 ارگ اشعه در هرگرم از بافت زنده است.

 

راد :

واحد جديدي براي مقدار دوز اشعه است ومعادل جذب 100 ارگ در هرگرم از ماده غذايي است. يك مگاراد معادل يك ميليون راد ويك كيلو راد برابر 1000 راد است

 

الكترون ولت

(ey)

:

مقدار انرژي حاصل از الكتروني است كه درميداني با اختلاف پتانسيل يك ولت جابه جا مي شود. يك مگاالكترون ولت برابر يك ميليون الكترون ولت است. يك مگاالكترون ولت معياري از شدت تشعشع ويك رپ معياري از انرژي جذب شده است كه در داخل ماده غذايي كارايي دارد.

 

گري

(Gy)

: يك گري معادل 100 راد است ودر بعضي از منابع به جاي راد استفاده مي شود.

راد اپرتيزيشن :

اصطلاحي است كه براي استريليزاسيون توسط اشعه به كار مي رود. دراين روش از دوزهاي بالا استفاده مي شود وزمان ماندگاري محصول افزايش مي يابد.

رادوريزيشن :

اصطلاحي است كه براي پاستوريزاسيون توسط اشعه به كار مي رود. دراين روش از دوزهاي پايين استفاده مي شود وهدف آن افزايش زمان ماندگاري محصول است.

 

راديسيديشن :

اين اصطلاح نيز براي پاستوريزاسيون با دوزهاي پايين اشعه به كار مي رود اما هدف اصلي آن از بين بردن يك ميكروارگانيسم بيماريزاي خاص است.

 

پيكوويود :

اصطلاحي است كه در برچسب مواد غذايي تيمار شده با تشعشعات يونيزه با دوز پايين ديده مي شود.

 

اشعه ايكس

چنانچه مقدار انرژي جذب شده از اشعه هاي ايكس ، گاما وكاتدي يكسان باشد، كارايي آنها در استرايليزاسيون مواد غذايي يكسان است . اشعه ايكس واشعه گاما نفوذ خوبي دارند درحالي كه اشعه كاتدي درمقايسه با آنها نفوذپذيري كمتري دارد.

بزرگترين مشكلات استفاده از اشعه ايكس در نگهداري مواد غذايي ، كارايي پايين وهزينه بالاي توليد آن است ، به طوري كه فقط در حدود سه تا پنج درصد از انرژي الكترون در توليد اشعه ايكس استفاده مي شود . به همين دليل بيشتر تحقيقات اخير روي كاربرد اشعه گاما وكاتدي متمركز شده است.

 

اشعه گاما وكاتدي

از آن جا كه اين دو اشعه تاثير يكساني دراستريليزاسيون موادغذايي دارند ( درصورت يكسان بودن مقدار انرژي جذب شده ) وتغييرات مشابهي را در مواد غذايي به وجود مي آورند، با يكديگر بحث ومقايسه خواهند شد.

 

منابع

منابع اصلي توليد اشعه گاما، عبارت انداز : 1- شكاف راديواكتيو مواد حاصل از ارانيوم وكبالت 2- چرخش مايع سرد كننده در راكتورهاي هسته اي 3- ساير عناصر سوختني كه در راكتور هسته اي استفاده مي شوند. اشعه كاتدي توسط وسايل الكتريكي خاصي شتاب مي گيرد. افزايش شتاب ( يعني بيشتر از مگاالكترون ولت ) عمق نفوذ در ماده غذايي را زياد مي كند.

 

نفوذپذيري

اشعه گاما نفوذ خوبي دارد، اما با افزايش عمق نفوذ ، كارايي آن به صورت لگاريتمي كاهش مي يابد. گزارش شده است كه اين اشعه تا عمق بيست سانتي متري در اكثر مواد غذايي تاثير

مي گذارد اما ميزان نفوذ آن به مدت زمان تابيدن اشعه بستگي دارد. از طرف ديگر اشعه كاتدي نفوذ پذيري كمي دارد وهنگامي كه به صورت متقابل تابيده مي شود، درهر مگاالكترون ولت فقط درنيم سانتي متري ماده غذايي اثر مي گذارد. ( درحالت تابش متقابل ، اشعه ها از جهت هاي مخالف ساطع مي شوند).

مقدار اشعه جذب شده دريك ماده با افزايش عمق به صورت يكنواخت كاهش نمي يابد بلكه دريك عمقي به مقدار ما كزيمم مي رسد ( تقريبا معادل يك سوم كل نفوذ اشعه ) وسپس شروع به كاهش مي كند تا اين كه به صفر مي رسد.

 

كارايي

از آن جا كه اشعه كاتدي دريك جهت ساطع مي شود با ماده غذايي برخورد مي كند. بنابراين در مقايسه با اشعه گاما كه از منابع راديواكتيو ودر همه جهات وبه صورت ثابت ساطع مي شود كارايي بيشتري دارد . حداكثر كارايي استفاده از اشعه كاتدي بين 80-40 درصد پيش بيني مي شود كه به شكل ماده غذايي وابسته است، اما حداكثر كارايي استفاده از اشعه گاما 25-10 درصد است. منابع راديواكتيو توليد كننده اشعه گاما به تدريج تحليل مي روند، از اين رو با گذشت زمان ضعيف مي شوند.

 

ايمني

از نظر سلامتي استفاده از اشعه كاتدي نسبت به اشعه گاما مشكلات كمتري رابه همراه دارد چون اشعه كاتدي دريك جهت ساطع مي شود وكمتر نفوذ مي كند به منظور تعمير يا نگهداري قابل خاموش كردن است وبعد از آتش سوزي ، انفجار وساير حوادث ، خطرات ناشي از مواد راديواكتيو ناشي مي شود.

كارگران درهنگام كار كردن با اشعه گاما به پوشش هاي محافظ بيشتري نياز دارند. درآزمايشات انجام شده روي انسانهاي دواطلب وحيوانات ، با خوردن مواد غذايي تشعشع يافته هيچ گونه علائم بيماري مشاهده نشد.

 

اثر روي ميكروارگانيسم ها

اثرميكروب كشي دوز مشخصي از اشعه به عوامل زير وابسته است:

 

1-

نوع وگونه ميكروار گانيسم : اهميت اين عامل توسط اطلاعات درج شده درجدول 10-2 مشخص مي شود.

 

2-

تعداد ميكروارگانيسم ها (يا اسپورهاي) اوليه : با افزايش تعداد ميكروارگانيسم ها ، كارايي اشعه كمتر خواهد شد.

 

3-

تركيب ماده غذايي : بعضي از تركيبات مانند پروتئين ها ، كاتالاز ومواد احياء كننده

( نيتريت ها ، سولفيت ها وتركيبات سولفيدريلي)

اثر حفاظتي دارند. تركيباتي كه با گروههاي

SH

تركيب شوندحساسيت ميكروبها را افزايش مي دهند. تركيبات حاصل از تشعشع ممكن است براي ميكروارگانيسم ها مضر باشند.

اثر حفاظتي دارند. تركيباتي كه با گروههاي

SH

تركيب شوندحساسيت ميكروبها را افزايش مي دهند. تركيبات حاصل از تشعشع ممكن است براي ميكروارگانيسم ها مضر باشند.

 

4-

حضور يا عدم حضور اكسيژن : با توجه به نوع ميكروارگانيسم تاثير اكسيژن آزاد متفاوت است وممكن است حساسيت ميكروارگانيسم ها را افزايش دهد ويا هيچ تاثيري نداشته باشد. احتمالا درحضور اكسيژن واكنشهاي جانبي نامطلوب (بعدا بحث مي شود) تشديد مي شوند ودرخلاء يا حضور نيتروژن كاهش مي يابند

5-

حالت فيزيكي ماده غذايي درحين تشعشع : درجه حرارت ومقدار رطوبت ماده غذايي به روشهاي متفاوتي روي ميكروارگانيسمهاي مختلف اثر مي گذاردند.

 

6-

شرايط ميكروارگانيسم : سن ، درجه حرارت رشد وتوليد اسپور وحالت ميكروارگانيسم (رويشي يا اسپور) درحساسيت ميكروارگانيسم مؤثر است. اين عوامل قبلا در ارتباط با ساير روشهاي فرآوري مواد غذايي بحث شده است.

 

به نظر مي رسد نوع تشعشع و

pH

ماده غذايي تاثير كمي در دوز مورد نياز براي غير فعال كردن ميكروارگانيسم ها دارند.بعضي از پژوهشگران بيان كرده اند كه به طور كلي مقاومت ميكروارگانيسم ها به تشعشعات يونيزه ، مشابه مقاومت آنها نسبت به فرآيند هاي حرارتي است، اما در اين ارتباط استثنائاتي هم وجود دارد. به عنوان مثال اسپورهاي كلستر يديوم بوتولينوم نسبت به اشعه گاما از اسپورهاي يك باكتري فلت ساور (

No.1518

) ويك باكتري بي هوازي گرمادوست (

T.A.No.3814

) مقاوم تراند اما مقاومت حرارتي اين دو ميكروارگانيسم نسبت به كلستريديوم بيشتر است. جدول (10-2) مقدار اشعه لازم براي ازبين بردن ميكروارگانيسم هاي مختلف را نشان مي دهد. اين ارقام با توجه به شرايطي كه درپاراگراف قبل اشاره شد تغيير مي كنند. با اين وجود بايستي توجه داشت كه :

 

1-

حساسيت انسان به اشعه خيلي بيشتر از ميكروارگانيسم هاست.

2-

اسپور باكتريها نسبت به سلولهاي رويشي مقاومت بيشتري دارند.

3-

به طور كلي باكتريهاي گرم منفي نسبت به باكتريهاي گرم مثبت مقاومت كمتري دارند.

4-

مقاومت مخمرها وكپكها كاملا متفاوت است اما بعضي از آنها نسبت به باكتريها مقاومت بيشتري دارند. به عنوان مثال مقاومت كانديداكروزئي جدول 10-2 مشابه مقاومت بسياري از اسپورهاي باكتريابي است.

 

بعضي از ميكروارگانيسم ها مقاومت خيلي بيشتري نسبت به مقدار پيش بيني شده دارند. به عنوان مثال يك ميكروكوكوس مقاوم به اشعه شبيه ميكروكوكوس روزئوس درگوشت اشعه ديده مشاهده شده است.

علاوه براين درگوشت گونه هايي از مايكروباكتريوم هم ديده شده اند كه مقاومت زيادي دارند. بنابراين احتمال جدا كردن نژادهاي مقاوم به اشعه از مواد غذايي كه كمي اشعه ديده اند وجود دارد .

چنانچه اسپور باكتريها قبل از حرارت ديدن تحت تاثير برشدت كشندگي اشعه گاما بعد از آن ندارد. چنانچه قبل از تشعشع از امواج اولتراسونيك استفاده شود حساسيت ارگانيسم ها نسبت به اشعه افزايش مي يابد.

مكانيسم اثر تخريبي اشعه روي ميكروار گانيسم ها به اين صورت فرض مي شود كه يك ذره يونيزه يا انرژي كوانتوم از يك بخش حساس سلول عبور مي كند وپس ازبرخورد مستقيم با

هدف سبب يونيزه شدن اين ناحيه حساس مي شود وپس از آن سبب مرگ ميكروارگانيسم مي

شود. (اين مكانيسم به تئوري هدف معروف است ).

فرضيه ديگر درمورد اثر ميكروب كشي اشعه مربوط به يونيزه شدن مواد اطرف (به ويژه آب) وتبديل آنها به راديكالهاي آزاد است . بعضي از اين راديكالها ممكن است اكسيد يا احياء شوند وبنابراين درتخريب ميكروارگانيسم مؤثراند. تشعشع همچنين ممكن است در ميكروارگانيسم متاسيون ايجاد نمايد.

 

اثر مواد غذايي

دوزهاي زياد اشعه كه دراستريل كردن مواد غذايي مورد استفاده قرار مي گيرند، دربعضي از مواد غذايي (واكنشهاي جانبي) ويا تغييرات ثانويه نامطلوب ايجاد مي كنند ورنگ ،بو ، طعم ويا حتي خصوصيات فيزيكي نامطلوبي به وجود مي آورند.

بعضي از تغييراتي كه دراثر استريليزاسيون مواد غذايي با اشعه به وجود مي آيند عبارت انداز:

 

1-

افزايش

PH

تخريب گلوتاتيون وافزايش تركيبات كربنيلي ، سولفات هيدروژن ومتيل مركاپتان درگوشت.

2-

تخريب آنتي اكسيد انهاي طبيعي اكسيد اسيون به همراه پليمريزاسيون جزئي وافزايش تركيبات كربنيلي درچربيها وليپيدها .

3-

كاهش بعضي از ويتامين ها مثل تيامين ، پيريدوكسين ، ويتامين

K,E,D.C.

در اكثر مواد غذايي اما ريبوفلاوين ونياسين نسبتا مقاوم اند.

 

البته دوزهاي كمتر اثرات نامطلوب كمتري در مواد غذايي ايجاد مي كنند . دوز اشعه لازم براي تخريب بيشتر آنزيمهاي موجود در مواد غذايي 10-5 برابر دوز لازم براي كشتن كليه ميكروارگانيسم هاست. بعد از تخريب كليه ميكروارگانيسم ها توسط اشعه آنزيم ها به فعاليت خود ادامه مي دهند، مگر اين كه قبل از تشعشع توسط عمل بلاچينگ غير فعال شوند.

مهمترين اثر اشعه بر خواص تغذيه اي مواد غذايي تخريب ويتامين هاست. اما به طور كلي ارزش تغذيه اي يك ماده غذايي اشعه ديده همانند ماده غذايي است كه با ساير روشها فرآوري شده است (با در نظر گرفتن اين كه زمان ماندگاري درهر دوحالت يكسان باشد). چنانچه از الكتروني با انرژي كمتر از 11 مگا الكترون ولت ويا اشعه گاما حاصل از كلبات 60 استفاده شود، درماده غذايي تركيبات راديواكتيو به وجود نمي آيند.

 

كاربردها

درحال حاضر دركشور آمريكا، استفاده از اشعه درمواد غذايي براي موارد بسيار محدودي مجاز شناخته شده است. براي كشتن حشرات وجلوگيري از فساد ميوه ها وسبزيهاي تازه، مقدار كمي اشعه (يك كيلوگري) استفاده مي شود.

علاوه براين استفاده از اشعه براي گندم (ازبين بردن حشرات)وسيب زميني( جلوگيري ازجوانه زدن) مجاز شناخته شده است. به هرحال احتمالا تمايل بيشتر وطرحهاي قانوني ، استفاده از اشعه را دراين كشور افزايش خواهد داد. درحال حاضر نزديك به سي كشور جهان ، استفاده از بعضي از مواد غذايي اشعه ديده را مجاز مي دانند. جدول 10-3 كاربردهاي اشعه را درفرآوري مواد غذايي نشان مي دهد.

 

فرآيند مايكروويو

استفاده از مايكروويو درگرم كردن وفرآوري مواد غذايي روبه افزايش است (به ويژه درسطح مصرف كنندگان ) مايكروويو امواج الكترو مغناطيسي بين مادون قرمز وامواج راديويي هستند (شكل 10-1 وفركانسهاي متداول آنها 915يا 2450 مگاسيكل است.

وقتي يك ماده غذايي درميدان امواج مايكروويو قرار مي گيرد با تغيير جهت ميدان ملكولهاي ماده غذايي سعي مي كنند با سرعت زياد خود را درجهت ميدان قرار دهند. دراثر جنبش سريع ملكولها وبرخورد آنها با يكديگر ،حرارت توليد مي شود.

اثر نگهدارندگي يا باكتري كشي امواج مايكروويو درواقع تابعي از گرماي توليد شده است. به عبارت ديگر خود امواج مايكروويو سبب غير فعال شدن ميكروارگانيسم هاي ماده غذايي نمي شوند، بلكه حرارت توليد شده حاصل از اصطكاك ملكولها ،سبب تخريب ميكروبها مي شود.

طيف كامل نور به دو گروه تقسيم مي شود يك دسته شامل امواج راديويي تا اشعه مادون قرمز كه فركانس پايين طول موج بلند وانرژي كوانتومي كمي دارند.دسته دوم اشعه هايي كه فركانس بالا طول موج كوتاه وانرژي كوانتومي زيادي دارند. تشعشعات مورد استفاده در صنايع غذايي به دو گروه تقسيم مي شوند.

دسته اول تشعشعاتي با فركانس پايين تر وانرژي كمتر است .دسته دوم تشعشعاتي با فركانس هاي بالاتر كه مقدار انرژي زيادي دارند .

 

اشعه ماوراءبنفش

لامپهاي ميكروب كش متداولترين منبع توليد اشعه ماوراء بنفش لامپهاي بخار كوارتز – جيوه يا لامپهاي جيوه كم فشار است .

 

عوامل مؤثر پركارايي اشعه ماوراء بنفش

1- زمان : درچه زمان بيشتر باشد اثرهم بيشتر است.

2- شدت : اشعه اي كه به يك ماده غذايي مي رسد به قدرت لامپ ، فاصله تا ماده غذايي ومقدار دخالت مواد موجود در مسير اشعه وابسته .

3- نفوذ : جسم يا ماده اي كه در معرض اشعه قرار مي گيرد اثر مهمي در كارايي فرآيند دارند.

 

اثرات اشعه ماوراء بنفش برانسان وحيوانات

نگاه كردن مستقيم به مدت چند ثانيه به لامپ ماوراء بنفش سبب سوزش جسم مي شود ومعمولا روي حيوانات اثر خاصي ندارد.

 

اثرات اشعه ماوراء بنفش برميكروارگانيسم ها

مقاومت سلولهاي رويش بعضي از ميكروارگانيسم ها در مقايسه با ساير ميكروارگانيسم هاپنج برابر بيشتر است به طور كلي مقاومت مخمرها دو تا پنج برابر باكتريهاست ومقاومت كپكها ده تا پنجاه برابر باكتريهاست.

 

كاربرد اشعه ماوارء بنفش درصنايع غذايي

1- ضد عفوني كردن آب مصرفي در صنايع نوشابه سازي

2- رسانيدن گوشت

3- ضد عفوني كردن چاقو براي بريدن نان

4- ضد عفوني كردن نان وكيكها

5- ضد عفوني كردن وسايل غذا خوري.

 

 

تشعشعات يونيزه

 

انواع تشعشعات يونيزه

تشعشعات يونيزه شامل اشعه ايكس ، اشعه گاما ، اشعه كاتدي ، اشعه بتا ، پروتونها ، نوترنها واشعه آلفاست

 

اشعه ايكس

اگر انرژي جذب شده از اشعه هاي ايكس ، گاما وكاتدي يكسان باشد كارايي آنها دراستريليزاسيون مواد غذايي يكسان است.

 

منابع اشعه گاما

شكافت راديو اكتيو مواد حاصل از اورانيوم وكباست 2- چرخش مايع سرد كننده در راكتررهاي هسته اي .

 

اثر روي ميكروارگانيسم ها

اثر ميكروب كشي دوز مشخصي از اشعه به عوامل زير وابسته است.

1- نوع وگونه ميكروارگانيسم

2- تعداد ميكروارگانيسم ها (يا اسپوردري) اوليه

3- تركيب ماده غذايي وحضور يا عدم حضور اكسيژن به حالت فيزيكي ماده غذايي درحين تشعشع.

 

اثر برمواد غذايي

بعضي از تغييراتي كه در استريليزاسيون مواد غذايي با اشعه به وجود مي آيند. عبارتند از

1- افزايش

PH

2- تخريب انتي اكسيدانهاي طبيعي

3- كاهش بعضي از ويتامين ها مثل :تيامين ، پيريدوكسين.