فناوری های نوین در صنایع غذایی

فناوری های نوین در صنایع غذایی

اسلاید 1: فناوري هاي نوين در صنايع غذاييتهيه و تنظيم: مهندس اعظم اعرابي مدیر R&D و مسئول فنی گروه صنایع غذایی جرعه پائیز 88 1

اسلاید 2: Row materialformulationsterilizationFilling&sealingPackaging materialsterilizationProductstorageAseptic zoneAseptic processing chart2

اسلاید 3: عوامل استريليزاسيونبخارخشک °c232 -176بخارمرطوب°c 129-121روش شیمیایی: پراكسيد هيدروژنفناوري هاي نوينپرتو دهي و تشعشعاستفاده از ازون استفاده از امواج اولتراسونيكاستفاده از فيلتراسيونميدان مغناطيسي و پالس هاي الكتريكي3

اسلاید 4: 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

اسلاید 5: انتخاب روش استريل كردن 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

اسلاید 6: پرتو دهي مواد غذايي Irradiationمزایای استفاده از پرتو هیچ سمی در ماده ی غذایی باقی نمی ماند. ارزش تغذیه ای و كيفيت حسي مواد غذایی نسبت به ساير روشها حفظ می شود. به دلیل امکان استفاده از اشعه بعد از بسته بندی ، آ لودگی ثانویه ایجاد نمی شود.6

اسلاید 7: استفاده از روش تشعشع و پرتودهي 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.7

اسلاید 8: 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 خلأ تولید میشود. مایکروویو:طول موج امواج مایکروویو بین امواج مادون قرمز وامواج رادیویی قرار دارد.8

اسلاید 9: پرتو گاما مواد غذایی معمولأ 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 نسبتأ 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 کاملأ 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 متناوبأ در زمانهای خاص منبع این ایزوتوپ راتعویض نمود9

اسلاید 10: 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 پیوندهافرابنفش چیست؟ شامل اشعه خورشید با طول موجهای بین 100-400نانومتر 10

اسلاید 11: 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.11

اسلاید 12: 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 .12

اسلاید 13: 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 .13

اسلاید 14: نمودار کاهش بار E.COLI با UV-C روی سطح سیب RED DELICIOUS14

اسلاید 15: کاربرد UV-C در حفظ کیفیت کاهوکاهو 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

اسلاید 16: 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

اسلاید 17: 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

اسلاید 18: 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.18

اسلاید 19: نمودار کاهش لگاریتمی بار E.coli و salmonella روی سطح برگهای کاهو با uv19

اسلاید 20: نمونه هایی از کارهای انجام شده با فرابنفش در میوه و سبزیLiu 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

اسلاید 21: کاربرد فرابنفش در صنعت شیرتصفیه 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

اسلاید 22: مسیر گردش محلولهامحلول 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 ودر 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.22

اسلاید 23: 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 گوشتی23

اسلاید 24: 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 .24

اسلاید 25: استفاده از پرتوهای فرابنفش در تیمارهوای دودکش رستورانها و اماکن عمومیهواکشهای 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.25

اسلاید 26: 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 رؤیت خارج گردند.این عمل تعداد میکروارگانیسمهایی که باید طی عمل پرتودهی تخریب شوند را کاهش می دهد.- بسته بندي: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. 26

اسلاید 27: - 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 قبلأ از بین بروند.بهترین روش، استفاده ازفرایندحرارتی قبل از عمل تشعشع می باشد، نظیرآنزیم بری سبزیها ویاحرارت دادن ملایم به گوشت .27

اسلاید 28: - اشعه دهی توت فرنگی با دوز 25-2 کیلوگری به منظور حفظ سفتی و تازگی و تأخیر در فساد - پرتو دهی پودر ادویه های هندی که به طور تجاری بسته بندی شده اند با دوز 10 کیلوگری ،جهت غیر فعال كردن میکروبهای آن - با استفاده توأم 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 مؤثرند. - 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.كاربردهاي تجارتي اشعه دهي 28

اسلاید 29: 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 .29

اسلاید 30: 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. 30

اسلاید 31: 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. 31

اسلاید 32: 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 درفازتأخیرودقیقاً 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

اسلاید 33: 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 تركيبات الكلي در دزهای بیش از 3 کیلوگری اتلاف تیامین درگوشت گاو ، گوسفند ویتامین هاي 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.. -33

اسلاید 34: - 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.34

اسلاید 35: کاربرد اوزون در مواد غذايي35

اسلاید 36: چرا اوزون؟اوزون بعد از فلورين قويترين اکسيد کننده موجود است درنتيجه خاصيت باکتري کشي بالايي دارد.خاصيت ضدعفوني کنندگي آن 3000 برابر کلر است.بر انواع بيشتري از ميکروارگانيسمها نسبت به کلرين، با غلظت کمتر موثر است.باقيمانده يا محصولات ثانويه مضر براي سلامتي و محيط زيست توليد نمي کند.ozonation36

اسلاید 37: چرا اوزون؟مقاومت ميکروارگانيسمها در برابر کلرين افزايش يافته است در حاليکه در اوزون اينطور نيست.اوزون اضافي سريعا تجزيه شده و به حالت اکسيژن در مي آيد. در نتيجه رها شدن اتفاقي در محيط باقي نمي ماند و سريعا تجزيه مي شود.ozonationسنگينتر از هوا است در نتيجه احتمال نشت يا پراکنده شدن سريع و آني آن وجود ندارد. 37

اسلاید 38: چرا اوزون؟داراي بوي تند و مشخصي است (حد آستانه 0.1 ppm) در نتيجه در صورت نشت کردن ميتوان به راحتي آنرا تشخيص داد.در صورت در معرض قرار گرفتن انسان با اوزون، تنها عوارض حاد و موقت در انسان ايجاد مي کند.بعنوان ماده سرطانزا يا موتاژن شناخته نشده است و در بدن تجمع پيدا نمي کند.در محل بايد توليد شود و انبار کردن گاز فشرده لازم نيست.مصرف انرژي کمتري نسبت به فرايندهاي CIP معمول که از آب داغ استفاده مي کنند، داراست. ozonation38

اسلاید 39: ساز و کار اثر اوزوناوزون با مواد آلي و غيرآلي به دو شکل ترکيب مي شود:1- واکنش مستقيم- اين واکنش بيشتر در مورد ترکيبات غير اشباع رخ مي دهد. اوزون در محل پيوند دو گانه وارد مي شود.O3 + MMox2- تجزيه اوزون بصورت راديکال و واکنش راديکال با ترکيب مورد نظر- اين سازوکار در ترکيبات اشباع رخ مي دهد.O3OHMoxسرعت واکنش اوزون با ترکيبات اشباع با يک پيوند کندتر است.OH-Mozonation39

اسلاید 40: سازو کار اثر اوزوناوزون به راحتي با يونهاي اکسيد شونده مانند يون گوگرد و سولفيد و سولفات واکنش مي دهد.نحوه عمل اوزون بر ميکروارگانيسمهاتاثير اوزون بر ترکيبات نوکلئيکي- اوزون محلول در آب با اسيدهاي نوکلئيک بويژه تيامين واکنش مي دهد، پلاسميد را باز کرده و در E.Coli جهش ايجاد مي کند.تاثير اوزون بر غشاي سلولي- اوزون اسيدهاي چرب غير اشباع (از طريق پيوند دو گانه)، آنزيمهاي غشاء (از طريق گروه سولفيدريل)، گليکو پروتئينها و گليکو ليپيدهاي غشاء را اکسيد کرده و بر نفوذ پذيري غشاء تاثير گذاشته و منجر به مرگ سلول مي شود. ozonation40

اسلاید 41: نحوه عمل اوزون بر ميکروارگانيسمهاتاثير اوزون بر پوشش اسپورها- پروتئينهاي پوشش اسپور به سرعت در برابر اوزون از بين مي روند.تاثير اوزون بر آنزيمها- اين سازوکار از نظر دانشمندان مهمترين اثر در غير فعال سازي ميکروارگانيسمها مي باشد. در E. Coli اوزون از طريق مداخله در سيستم تنفسي و آنزيمهاي آن منجر به مرگ سلول مي شود که احتمالا اين اثر اوزون به علت اکسيد کردن گروه سولفيدريل در بخشهاي سيستئين آنزيمها مي باشد.بطور کلي اوزون بر سلولهاي رويشي بيشتر از هاگها موثر است.بر طبق بعضي از گزارشات نحوه عمل اوزون بر باکتريهاي گرم مثبت و منفي متفاوت است و دليل اين امر را تفاوت در ساختار غشاء سلولي اين ميکروارگانيسمها دانسته اند.ozonation41

اسلاید 42: نحوه عمل اوزون بر ميکروارگانيسمها سلول باکتري در محلول. اوزون در محلول نزديک به باکتري وارد مي شود. اوزون به ترکيبات آلي موجود در ديواره سلولي متصل مي شود.ozonation42

اسلاید 43: نحوه عمل اوزون بر ميکروارگانيسمها راديکال آزاد اوزون پيوندهاي ديواره سلولي باکتري را مي شکند، تغيير در نفوذ پذيري ديواره ايجاد مي شود. همينطور که اوزون ثبات ديواره سلول را از بين مي برد، کليه ساختار آن از هم مي پاشد. باکتري در حد يک هزارم ثانيه از بين مي رود و اوزون باقيمانده باکتريها و ترکيبات موجود ديگر را اکسيد مي کند.ozonation43

اسلاید 44: عوامل موثر بر واکنش اوزون1-درجه حرارت2- مقدار pH: در pH 5.6- 9.8 کشندگي اوزون صورت مي گيرد. ozonationافزايش کارايي بوسيله ترکيب روشهاکارايي اوزونه کردن را ميتوان بوسيله ترکيب کردن آن با ساير روشهاي ضدعفوني کردن افزايش داد.از جمله روشهاي معمول مورد استفاده همراه با اوزونه کردن استفاده از امواج فرابنفش، پراکسيد هيدروژن، افزايش pH يا ترکيبي از اين موارد مي باشد.44

اسلاید 45: مقايسه اوزون با ضدعفوني کننده هاي معمولozonation45

اسلاید 46: کاربردهاي اوزون در غذابطور کلي اوزون به منظور: نگهداري مواد غذايي (Food preservation)افزايش زمان ماندگاري در سبزي و ميوه جات (shelf life)ضدعفوني کردن تجهيزات، و بسته بندي صنايع غذايي و تصفيه فاضلابهاي حاصل از کارخانجات مواد غذايي و بوبري انبارها و ضدعفوني کردن هوا استفاده مي شود. ايبانوقلو (2002) در تحقيقي گاز اوزون را به کمک پمپ سانتريفوژ در آب C˚20 حل کرد. دانه هاي گندم را با استفاده از اين آب شستشو داد. خمير حاصل از اين گندمها مورد بررسي قرار گرفت و نشان داده شد که استفاده از اوزون منجر به کاهش بار ميکروبي شده و بر خصوصيات ديگر خمير به استثناي خواص اکستنسوگراف در گندم نرم بي تاثير است. اين عمل براي گندم سخت پيشنهاد شده است. ozonation46

اسلاید 47: چند نمونه از کاربردهاي اوزونتاثير اوزون را در از بين بردن آفلاتوکسين در ذرت پرودنت (2002) مشاهده کرد که AFB1 بصورت مناسبي کاهش يافت و در آفلاتوکسينهاي ديگر اين تاثير کمتر بود ولي از طرف ديگر مقدار اسيدهاي چرب تغيير کردند. در مطالعه کومار (2003) نشان داده شد که استفاده همزمان از اوزون و حرارت خفيف مي تواند آفلاتوکسينهاي موجود در بادام زميني را به مقدار 78% کاهش دهد که اين عمل توسط حرارت به تنهايي قابل انجام نيست. ozonation47

اسلاید 48: نتيجه گيريبا وجود مزاياي فراوان، به علت مقدار زياد مواد ترکيب شونده با اوزون و نيز حضور حفرات و منافذ در بافتهايي چون گوشت، تيمار با اوزون در اينگونه مواد توصيه نمي شود.درصورتيکه غلظت اوزون را آنقدر بالا ببريم که بتواند بر اين مواد موثر واقع شود، تغيير در خواص ارگانولپتيک (تغيير طعم و رنگ) ايجاد مي شود.در عين حال استفاده از اوزون حل شده در آب بر روي مواد غذايي که سطوح صاف و همواري دارند،همچنين براي ضدعفوني کردن تجهيزات و بسته بندی پيشنهاد مي شود.ozonation48

اسلاید 49: فراصوت در صنايع غذايیفراصوت (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 kHz150.49

اسلاید 50: غير فعال سازي ميكرو ارگانيسم 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 تنهايي در از بين بردن ميكربها در مواد غذايي خيلي موثر نيست 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. خشك كردن: فراصوت تاكنون براي آبگيري در سيستم هاي جامد- گاز مثلا“ خشك كردن پياز بكار رفته است. از طريق فراصوت ، تعيين غلظت و اندازه ي ذرات در امولسيونها و سوسپانسيونهاي غذايي نظیر اندازه ي ذرات و قطرات ميسل هاي كازئين، امولسيونهاي روغن در آب و ذرات كلوئيدي در آب پرتقال امكانپذير است. كاربردهاي فرا صوت 50

اسلاید 51: خشك كردن كاهش آب در دسترس يك راه نگهداري مواد غذايي است. حرارت خواص ارگانولپتيكي و مقادير مواد مغذي ماده ي غذايي را تحت تاثير قرار مي دهد. براي اجتناب از اثرات ناخواسته ي حرارت، تلاشهايي براي پيدا كردن روشهاي جديد نگهداري مواد غذايي صورت گرفته است. در اين زمينه فراصوت داراي آينده اي روشن و اميد بخش است چرا كه بدون تاثير قراردادن ويژگيهاي اساسي و كيفيت محصولات عمل مي كند. نوسانهاي با ميدان نوساني بالا قادر به افزايش گرما و فرايند انتقال توده در مواد هستند. فراصوت تاكنون براي آبگيري در سيستم هاي جامد- گاز مثلا“ خشك كردن پياز بكار رفته است. در سامانه هاي جامد- مايع، فراصوت در تيمار محصولاتي كه در محلولهاي هيپرتونيك غوطه ور شدند، چه در محلولهاي شكر براي ميوه جاتي مثل سيب يا در محلول نمكي در مواردي مثل پنير يا گوشت نيز بكار رفته است. 51

اسلاید 52: كاربردهاي تشخيصيفراصوت مي تواند براي تشخيص وجود يا عدم وجود يك ماده در قوطي، لوله، تانك و غيره بكار رود مثلا” براي تعيين اينكه آيا ميزان مايع موجود در تانك پايين تر يا بالاتر از حالت بحراني است يا نه و براي تعيين وجود بقاياي ماده در يك لوله بكار مي رود.تعيين ضخامت لايه هاي چربي و گوشت بي چربي در بافت حيواني و تعيين ضخامت پوشش هاي فراورده هاي قنادي مانند ضخامت لايه ي شكلات در شيريني جات نيز بوسيله ي فراصوت امكان پذير است.تشخيص مواد خارجي نا مطلوب مانند قطعات فلز، شيشه، چوب، پلاستيك و غيره در مواد غذايي از ديگر كاربردها است. به دليل اينكه مواد خارجي نا مطلوب مقاومت صوتي بزرگتري نسبت به ساير اجزاء غذايي دارند، به آساني توسط فراصوت مشخص مي شوند.حسگرهاي فراصوت در مواقعي كه كاربرد حسگرهاي مرسوم حرارتي امكانپذير نيست مانند اندازه گيري درجه ي حرارت در محيط هاي مايكروويو يا در محيط هاي با درجه ي حرارت بالا مفيد است چون خواص فراصوتي مواد نسبت به حرارت حساس مي باشند به همين دليل فراصوت را مي توان در رابطه با اندازه گيري درجه ي حرارت نيز بكار برد.فراصوت براي اندازه گيري تركيبات مواد غذايي مانند اندازه گيري نسبت چربي به گوشت بدون چربي در گوشت، ميزان روغن مواد غذايي چرب، مقدارچربي جامد، تركيب شير ،غلظت قند، ميزان الكل نوشيدني هاي الكلي، تري گليسيريدها در روغن، اندازه گيري هوا در مواد غذايي حجيم شده، غلظت نمك در آب نمك و ... بكار مي رود.52

اسلاید 53: از طريق فراصوت ، تعيين غلظت و اندازه ي ذرات در امولسيونها و سوسپانسيونهاي غذايي نظیر اندازه ي ذرات و قطرات ميسل هاي كازئين، امولسيونهاي روغن در آب و ذرات كلوئيدي در آب پرتقال امكانپذير است. از مزاياي اين روش اين است كه مي تواند براي سامانه هايي كه از لحاظ نوري كدر هستند، محيط هاي تغليظ شده و غيرهادي الكتريسيته بكار رود.53

اسلاید 54: 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

اسلاید 55: 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

اسلاید 56: 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

اسلاید 57: 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