وقتی که فرآورده های غذایی تحت شرایط دمایی خاصی نگهداری می شوند (مثل پاستوریزاسیون یا استریلیزاسیون) دمای بالای این فرآیند ها، باعث کاهش ترکیبات با خواص حسی و ارزش غذایی آنها میشود. ظهور فناوری فرآیند های غیر حرارتی در صنایع غذایی، مانند میدان پالس الکتریکی، اولتراسونیک و فرآیند فشار بالا در بین سایر روش ها این اطمینان را می دهد که بتوان با حفظ کیفیت و ویژگی های اولیه مواد غذایی، محصولاتی با ارزش تغذیه ای بالا تولید نمود. همچنین با کمک فرآیندهای غیر حرارتی می توانیم ارزش تغذیه ای مواد غذایی فرا سودمند که حاوی مواد مغذی و ترکیبات زیست فعال هستند را حفظ کنیم.
فرآیند پالس الکتریکی
فرآیند پالس الکتریکی یا Pulsed Electric field به اختصار PEF نیز گفته می شود. اولین کاربرد تجاری این فرآیند در سال 2009، فرآوری آبمیوه ها با PEF در آلمان، هلند و انگلستان گزارش شده است.
فرآیند پالس الکتریکی یکی از تکنولوژی های غیر حرارتی است که می تواند جایگزین یا مکمل پاستوریزاسیون حرارتی باشد. این فرآیند برای غذاهای مایع قابل پمپ شدن کاربرد دارد. در این زمینه نتایج خوبی در جهت غیر فعال سازی میکروارگانیسم ها و آنزیم ها و حفظ ویژگی های ارگانولپتیکی در کاربرد این تکنولوژی به دست آمده است. این فناوری به صورت موفقیت آمیزی برای آبمیوه و شیر به منظور از بین بردن پاتوژن ها به کار برده می شود.
فرآیند پالس الکتریکی منجر به نفوذ پذیری غشای بیولوژیکی می شود. در واقع غشای پلاسمای سلول ها بعد از قرار گرفتن در معرض میدان الکتریکی نسبت به مولکول های کوچک نفوذ پذیر تر می شوند. نفوذ و نشت باعث تورم و تخریب نهایی غشای سلول و همچنین کاهش یا حذف بار میکروبی می شود.
فرآیند فرکانس رادیویی الکتریکی
فرآیند فرکانس رادیویی الکتریکی یا Radio Frequency electric field که به اختصار RFEF گفته می شود. این فرآیند به عنوان جریان الکتریسیته شناخته می شود. فرکانس رادیویی دامنه ای در حدود 3هرتز تا 300گیگاهرتز دارد. این فرآیند به عنوان روش پاستوریزاسیون غیر حرارتی برای غیرفعال سازی باکتری ها در آبمیوه ها پیشنهاد داده شده است. فرآیند فرکانس رادیویی مشابه پالس الکتریکی است با این تفاوت‌که در پالس الکتریکی ولتاژ بالا در ژنراتور پالس استفاده می شود ولی در فرکانس رادیویی ولتاژ به طور مداوم با استفاده از ژنراتور تغییر جریان استفاده می شود.
فرآیند فشار بالا
فرآیند فشار بالا یا High- Pressure processing که به اختصار HPP گفته می شود. فرآیند فشار بالا یکی از فرآیندهای غیر حرارتی در صنایع غذایی است. فرآیند فشار بالا قادر به غیرفعال کردن میکروبی، جلوگیری از فساد و تأمین ایمنی ماده غذایی است. این روش میتواند منجر به غیرفعال شدن آنزیم ها شود. فرآیند فشار بالا کمترین تأثیرات بر ترکیبات مغذی و حسی که معمولاً در هنگام عملیات حرارتی تحت تأثیر قرار می گیرند.
فرآیند اولتراسوند
فناوری فرا صوت یا Ultrasound Processing به اختصار US گفته می شود. فرآیند اولتراسوند به عنوان یک فناوری نوین برای فرآوری مواد غذایی شناخته شده است.
این فرآیند برای اهداف متعدد نظیر امولسیون سازی، کریستالیزاسیون، هموژنیزاسیون، برش، آبکافت، عصاره گیری و غیر فعال سازی میکروبی کاربرد دارد. این فناوری هم دارای تأثیرات مثبت (مانند تغییر گرانروی و پارامترهای هموژنیزاسیون) و هم تأثیرات منفی (نظیر پس طعم ها، پارامترهای فیزیکی ناخواسته) بر فرآورده های غذایی است.
این تغییرات به دلیل شرایط فشار و دمای بحرانی است که اجازه تشکیل رادیکال ها را در زمان انجام حفره زایی صوتی میدهد. انتشار اولتراسوند در یک محیط مایع به دلیل تغییرات فشار باعث کاویتاسیون حباب ها می گردد. نتیجه فروپاشی حباب های ریز، افزایش دما و گرما است.
بنابراین با افزایش فشار و انرژی، بدون افزایش دما به صورت چشمگیر، فرآیند پاستوریزاسیون انجام می شود.
فرآیند پلاسمای سرد
یکی دیگر از فناوری های نوین غیر حرارتی، پلاسمای فشار جوی(Atmospheric pressure plasma) است. همچنین به عنوان پلاسمای سرد یا خنک نیز شناخته میشود. این فرآیند اشاره به گاز یونیزه شبه خنثی دارد که از گونه های بسیار پر انرژی تشکیل شده است. این گونه ها شامل ذراتی نظیر فوتون ها، یون های مثبت و منفی و الکترون های آزاد و رادیکال ها می باشد. از آنجا که آنها می توانند تقریباً با تمام اجزاء سلولی واکنش دهند، می توانند میکروب ها را غیرفعال کنند.
با توجه به خصوصیات مختلف پلاسمای سرد از آن می توان در زمینه های مختلف از قبیل نساجی، الکترونیک، علوم زیستی، و بسته بندی بهره برد. اما در صنایع غذایی پلاسمای سرد معمولاً برای پاکسازی میکروبی و استریلیزایسیون مواد غذایی کاربرد دارد. پلاسمای سرد همچنین می تواند به عنوان جایگزینی برای روش های سنتی پاستوریزاسیون حرارتی مواد غذایی استفاده شود. در واقع این فرآیند موجب کاهش تغییرات در رنگ و مزه و نیز از بین رفتن مواد مغذی می شود.
فرآیند گرمایش اهمیک
فرآیند گرمایش اهمیک یا Ohmic Heating که به اختصار OH نیز گفته می شود. گرمایش اهمیک یکی دیگر از فرآیندهای غیر حرارتی در صنایع غذایی است.
گرمایش اهمیک شامل گرمایش مواد غذایی از طریق عبور جریان الکتریکی است. با عبور جریان، تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی گرمایی روی می دهد. بنابراین گرمای داخل ماده غذایی با روشی متفاوت نسبت به فرآیند حرارتی متداول تولید میشود که در آن انتقال حرارتی از بخش خارجی ماده غذایی به بخش داخلی انجام میشود . بنابراین مواد غذایی به سرعت و به صورت یکنواخت تری گرم میشوند.
همچنین قرار گرفتن آن ها در معرض گرما کاهش می یابد. در نتیجه می تواند به افزایش کیفیت فرآورده های فرآیند شده با حفظ ویژگی های اولیه آن ها کمک نماید. گرمایش اهمیک میتواند برای پاستوریزاسیون مواد غذایی متعدد (همچون آبمیوه ها و/یا پوره ها)، بلانچ کردن سبزی ها، و پختن فرآورده های گوشتی مورد استفاده قرار گیرد.
منابع :
ترجمه مقاله علمی :
Nonthermal Technologies for Fruit and Vegetable Juices and Beverages: Overview and Advances
کتاب :Nutraceutical & functional food components
