فشار هیدرو استاتیک بالا و کاربرد آن در صنایع لبنی
فرآیندهای حرارتی
- در راستای کاهش صدمات وارد شده به مواد غذایی در طول فرآیندهای متداول نگهداری، امروزه تحقیقات گستردهای برای یافتن روشهای کارآمدتر با حداقل آسیب به مواد غذایی انجام میگیرد.
- متداول ترین روش نگهداری مواد، که امروزه مورد استفاده قرار میگیرد، فرآیندهای حرارتی (پاسنوریزاسیون و استریلیزاسیون) است.
- اگر چه استفاده از حرارت باعث کاهش میکروارگانیسمها مانند باکتریها میشود، اما چنین فرآیندهایی موجب تغییر در طعم و عطر طبیعی مواد غذایی شده و ویتامینهای آنها را تخریب مینمایند. علاوه بر این، فشار بالا موجب تغییرات رئولوژیکی در غذا میشود که اثرات حسی و ساختاری سودمندی را در غذا ایجاد میکند.
- در بین روشهای نوین فرآیند مواد غذایی و دارویی استفاده از فرآیند فشار بالا یا HHP به عنوان بهترین جایگزین فرآیند حرارتی انتخاب شدهاست. این فرآیند با آسیب زدن به دیوارهی سیتوپلاسمی میکروارگانیسمها باعث غیر فعال شدن آنها خواهدشد.
فرایند HHP
- خلاف فرآیند حرارتی، HHP کیفیت مواد غذایی و سایر مواد را کاهش نمیدهد. فشار به صورت آنی و به صورت یکنواخت به درون ماده غذایی منتقل شده و به تمام قسمتها میرسد. HHP باعث تولید موادی میشود که کیفیت ماده تازه را داشته و در عین حال ماندگاری آن مانند موادی است که با روشهای سنتی، فرآیند شدهاند.
- HHP یک روش غیر حرارتی یا پاستوریزاسیون سرد بوده که با اعمال فشار خیلی زیاد ۱۰۰-۱۰۰۰ مگاپاسکال به مواد غذایی در حفظ رنگ و آروما و ارزش تغذیهای محصول کمک میکند.
- این فرآیند روز به روز در حال افزایش است و از جمله کاربردهای آن، در صنایع لبنیات میباشد.
- با اعمال فشار بالا در شیر، بسته به میزان فشار و دما، تغییراتی در پروتئینهای شیر ایجاد میشود که میتواند برگشت پذیر یا برگشت ناپذیر باشد. با افزایش فشار، مقدار نیتروژن غیر کازئینی کاهش یافته که ناشی از دناتوراسیون و حل شدن پروتئینهای آب پنیر است.
- حساسترین پروتئین به این فرایند، بتالاکتاگلوبولین (Lg-β) که دارای دو گروه دی سولفیدی و یک گروه سولفیدریل آزاد میباشد و مقاومترین BSA (سرم آلبومین) به دلیل داشتن مقدار زیادی پیوند دیسولفید است.
- در فشار بالاتر از MPa ۱۰۰، β–Lg شروع به باز شدن میکند و گروه سولفیدریل موجود در آن با К–کازئین یا مولکولهای باز شدهی دیگر β–Lg تعامل برقرار میکند. در نتیجه میسلهای کازئینی بزرگتر میشوند.
- افزایش اندازه میسلهای کازئینی در فشار MPa ۲۵۰ ناشی از تعادل Lg-β و میسل К-کازئین میباشد. در فشارهای بالاتر از MPa ۳۰۰ به دلیل قطعه قطعه شدن، اندازهی میسلهای کازئینی (تا ۵۰٪) کاهش مییابد.
- پنیر حاصل از شیر فرایند شده با HHP رطوبت، نمک و محتوای اسیدهای آمینه آزاد بیشتر و میزان لیپولیز کمتر نسبت به پنیر حاصل از شیر خام یا پاستور شده دارد.
فرآیند HHP در فرآوردههای لبنی سبب تغییرات زیر میشود:
- تسریع در انعقاد پنیر و رسیدن پنیر با تاثیر بر فرایند کواگولاسیون و دناتوره شدن پروتئینهای آن
- کاهش سینرزیس در ماست و بهبود بافت آن
- کریستالیزاسیون چربی ها که در جهت بهبود کیفیت خامه برای تولید بافت بهتر برای تولید کره و بستنی
- ایجاد بافتی نرم و یکنواخت در بستنی با امکان هسته گذاری سریع و رشد یکنواخت کریستالهای یخ و همچنین افزایش ذخیره سازی غیر منجمد در دمای زیر صفر در آنها
- با آسیب زدن به دیوارهی سیتوپلاسمی میکروارگانیسمها باعث غیر فعال شدن آنها خواهد شد.
ساختار سیستم HHP:
- مخزن فشار بالا
- سیستم مولد فشار
- دستگاه کنترل کننده دما
- سیستم جا به جایی مواد
فرایند بسته بندی
محصول (مایع یا جامد) در بستههای پلی اتیلنی بسته بندی میشود. سپس مادهی غذایی بسته بندی شده در مخازنی که با مواد غیر قابل تراکم (آب یا اتانول) پرشدهاند قرار داده و سپس فشار به مدت ۶-۲ دقیه بسته به نوع محصول، ایمنی مطلوب اعمال میشود (تقریبا به ازای هر ۱۰۰ مگاپاسکال، دما ϲ°۳ افزایش مییابد).
به منظور ثابت نگه داشتن دما، از کنترل کننده دما (جریان آب یا مبدلها) استفاده میشود.
- اعمال فشار باعث کریستالیزاسیون چربی میشود که این پدیده میتواند در جهت تسریع رسیدن بستنی، آمادگی فیزیکی خامه لبنی برای تولید به کار رود. در صورتی که تیمار از حد اپتیم تجاوز نماید و پروتئینهای آب پنیر بیش از حد دناتوره میشوند و باعث طولانی تر شدن زمان زدن خامه و بی ثباتی خامه زده شده میشود.
- از جمله محدودیتهای این تکنولوژی هزینهی سرمایه گذاری بالا، غیر مداوم بودن فرآیند، عملیات حرارتی اضافی برای نابودی اسپورها، اتواکسیداسیون محوصولات پرچرب در اثر اعمال فشار میباشد.
TERMINOLOGY
High hydrostatic pressure (HHP) process, as a nonthermal process, can be used to inactivate microbes while minimizing chemical reactions in food. Conventional thermal process damages food components relating color, flavor, and nutrition via enhanced chemical reactions However, HHP process minimizes the damages and inactivates microbes toward processing high quality safe foods.
منابع:
کاربرد فرآیند فشار هیدرواستاتیک بالا (HHP) _ سیده الهام ابراهیمی، مریم قربانی_ ۱۳۹۳
دیدگاهتان را بنویسید