صنایع غذایی دانشگاه خوراسگان
 

نگهداری مواد غذایی با استفاده از تشعشع 

 درتحقیقاتی که درمورد روشهای جدید نگهداری مواد غذایی صورت گرفته است، محققان توجه خاصی به امکان استفاده از اشعه هایی با فرکانس های مختلف (از جریان الکتریکی با فرکانس پایین تا تشعشعات گاما با فرکانس بالا) داشته اند. (10-1). بیشتر این تحقیقات درمورد اشعه ماوارءبنفش ،تشعشعات یونیزه وگرم کردن با مایکروویو بوده است.

  معمولا طیف کامل نور را به دو گروه تقسیم می کنند که هر کدام دریک طرف نور مرئی قرار می گیرند. یک دسته شامل امواج رادیویی تا اشعه مادون قرمز است که فرکانس پایین، طول موج بلند و انرژی کوانتو می کمی دارند.

این تشعشعات با گرم کردن ماده غذایی ،میکروارگانیسم ها را ازبین می برند. دسته دوم شامل اشعه هایی است که فرکانس بالا طول موج کوتاه وانرژی کوانتومی زیادی دارند وبدون گرم کردن ماده غذایی سبب تخریب میکروارگانیسم ها بدون استفاده از حرارتهای بالا تحت عنوان استریلیزاسیون سرد معروف است.

 تشعشعات مورد استفاده درصنایع غذایی (دارای طول موج کوتاه) به دو گروه تقسیم می شوند. دسته اول شامل تشعشعاتی با فرکانس پایین تر وانرژی کمتر است مانند بخش ماوراء بنفش طیف که مقدار انرژی آن به اندازه ای است که فقط می تواند ملکولها را تحریک کند. این ناحیه طیف درصنایع غذایی استفاده شده وبا عنوان اشعه ماوراء بنفش نامیده می شود .

        دسته دوم تشعشعاتی با فرکانسهای بالاتر هستند که مقدار انرژی زیادی دارند وقادراند ملکولها را به یونها تجزیه نمایند واز این رو تشعشعات یونیزه نامیده می شوند.

اشعه ماوارء بنفش

             درمیان تشعشعات الکترومغناطیسی مختلف اشعه ماوراء بنفش کاربرد گسترده ای در صنایع غذایی پیدا کرده است. تشعشعاتی با طول موجهای نزدیک 260 نانومتر به شدت توسط پورین ها وپریمیدین ها جذب می شوند ومیکروبها را ازبین می برند. تشعشعات ماوراء بنفش با طول موج حدود 200 نانومتر به شدت توسط اکسیژن جذب شده وتولید ازن می کنند که بر میکروارگانیسم ها مؤثر است.

 

 

لامپهای میکروب کش

  متداولترین منبع تولید اشعه ماوراء بنفش درصنایع غذایی لامپهای بخار کوارتز – جیوه یا لامپهای جیوه کم فشار است که اشعه ای با طول موج 254 نانومتر ساطع می کنند. تشعشعات این لامپها شامل اشعه های ناحیه مرئی وناحیه اریتمیک است که تشعشعات ناحیه اریتمیک سبب سوزش پوست وغشاهای مخاطی می شوند. این لامپها در اندازه ،شکل وقدرتهای مختلف در دسترس اند. انواع جدیدتر مقدار کمی هم ازن ایجاد می کنند.

عوامل مؤثر بر کارایی اشعه ماوراء بنفش

            باید توجه نمود که اشعه ماوراء بنفش در صورتی مؤثر است که به صورت مستقیم ویا به کمک منعکس کننده های خاصی تابیده شود وحتی درصورت استفاده از منعکس کننده ها ،

 اثر آن کمتر خواهد شد. عوامل مؤثر بر کارایی اشعه ماوراء بنفش عبارت انداز:

1-     زمان : هر چه زمان تابش اشعه طولانی تر باشد اثر اشعه بیشتر خواهد بود.

2-  شدت : اشعه ای که به یک ماده غذایی می رسد به قدرت لامپ فاصله لامپ تا ماده غذایی نوع ومقدار دخالت مواد موجود درمسیر اشعه وابسته است. مشخص است که با افزایش قدرت لامپ ، شدت اشعه افزایش خواهد یافت . معمولا شدت برحسب میکرووات در سانتی متر مربع اندازه گیری می شود. مقدار یا دوز اشعه با فاصله شیء از لامپ نسبت معکوس داردو معمولا در صنعت از فاصله های کم استفاده می شود . به عنوان مثال لامپی که درفاصله پنج اینچی ماده غذایی قرار می گیرد نسبت فاصله حدود دوازده اینچی است . گرد غبار موجود درهوا یا درلامپ وهمچنین رطوبت هوا کارایی اشعه را کاهش می دهند. در رطوبت های کمتر از شصت درصد تاثیر کمتری دارند.

3-  نفوذ: ماهیت جسم یا ماده ای که درمعرض اشعه قرار می گیرد اثر مهمی درکارایی فرآیند دارد. میزان نفوذ اشعه به هنگام عبور از آب زلال کاهش می یابد وبدین ترتیب یک اثر محافظت کنندگی برمیکروارگانیسم ها ایجاد می شود. نمکهای معدنی حل شده (به ویژه آهن) وکدر بودن آب ،میزان کارایی اشعه را به مقدار زیادی کاهش می دهند. حتی یک لایه نازک چربی یا گریس از نفوذ اشعه جلوگیری می کند. اشعه قدرت نفوذ دراشیاء کدر وغیر شفاف را ندارند. بنابراین دربیشتر موارد اشعه فقط برسطح خارجی مواد غذایی که درمعرض مستقیم لامپ قرار گرفته اند اثر می گذارد وبه میکرواگانیسم های داخل ماده غذایی نمی رسد. ولی با این وجود لامپها تعدادی از میکروارگانیسم های زنده موجود درهوای اطراف ماده غذایی راهم از بین می برند.

 

اثرات اشعه ماوراء بنفش برانسان وحیوانات

            نگاه کردن مستقیم به مدت چند ثانیه به لامپهای ماوراء بنفش سبب سوزش چشم می شود وچنانچه به مدت بیشتری درمعرض آن قرار بگیریم اریتما ( تورم سطحی پوست وایجاد لکه های قرمز رنگ در پوست) ایجاد می شود. معمولا روی حیوانات اثر خاصی ندارد اما سوزش چشم ها دربعضی از حیوانات مثل ،جوجه ، مشاهده شده است.

 

اثرات اشعه ماوراء بنفش برمیکروارگانیسم ها

            همان طور که گفته شد شدت اشعه زمان درمعرض قرار گرفتن میکروارگانیسم درمیزان میکروب کشی اشعه مؤثراند. هر میکروارگانیسمی یک مقاومت مشخصی نسبت به اشعه ماوراء بنفش دارد.با توجه به مرحله رشد وحالت فیزیولوژیکی سلول مقاومت آن تغییر می کند. مقاومت سلولهای رویشی بعضی از میکروارگانیسم ها درمقایسه با سایر میکروارگانیسم ها پنج برابر بیشتر است اما به طور کلی دربین گونه های مختلف اختلاف زیادی مشاهده نمی شود. مقدار اشعه ماوراء بنفش لازم برای تخریب بعضی از میکروارگانیسم ها درجدول (10-1) مشاهده می شود. مکان استقرار میکروارگانیسم ها به هنگام آزمایش اثر زیادی دارد.

          به عنوان مثال برای ازبین بردن 99-97 درصد اشریشیا کلی های موجود درهوا توسط یک لامپ پانزده واتی که درفاصله بیست وچهار اینچی زمان لازم بیست ثانیه لازم است اما برای کشتن این تعداد باکتری درمحیط آگار ودرفاصله یازده اینچی زمان لازم بیست ثانیه است.

تجمع باکتریها وتولید کپسول مقاومت آنها را افزایش می دهد. معمولا تخریب اسپور باکتریها نسبت به سلولهای رویشی دو تا پنج برابر زمان بیشتری لازم دارد. بعضی از رنگدانه ها اثر حفاظتی دارند. به طور کلی مقاومت مخمرها دو تا پنج برابر باکتریهاست اگر چه بعضی از آنها به آسانی کشته می شوند ومقاومت کپکها ده تا پنجاه برابر باکتریها گزارش شده است. کپکهای مولد رنگدانه نسبت به غیر مولد رنگدانه مقاومت بیشتری دارند واسپورها نسبت به میسیلوم ها مقاوم تراند. اثر کشندگی اشعه ماوراء بنفش معمولا به وسیله (تئوری هدف) بیان می شود که درقسمت تشعشعات یونیزه بحث خواهد شد.

کاربرد اشعه ماوراء بنفش درصنایع غذایی

          کاربرد اشعه مارواء بنفش درصنایع غذایی مربوط به نگهداری بعضی از مواد غذایی است. نمونه هایی از استفاده موفقیت آمیز اشعه ماوراء بنفش درصنایع غذایی عبارت است از : ضد عفونی کردن آب مصرفی درصنایع نوشابه سازی ؛ رسانیدن گوشت ؛ ضد عفونی کردن چاقو برای بریدن نان ؛ ضدعفونی کردن نان وکیک ها ؛

          ضدعفونی کردن وسایل غذا خوری ؛ جلوگیری از رشد مخمرهای سطحی درشوری جات ، سرکه وکلم برگ تخمیر شده؛ کشتن اسپورهای موجود درشکر وشربت ها؛ نگهداری وبسته بندی پنیر؛ جلوگیری از رشد کپکها بر روی دیوارها وسقف ها ؛ ضد عفونی کردن هوای مورد استفاده در اتاقهای نگهداری وفرآوری.

 

انواع تشعشعات یونیزه

 تشعشعات یونیزه شامل اشعه ایکس، اشعه گاما ، اشعه کاتدی ، اشعه بتا ، پروتونها ، نوترونها واشعه آلفاست. نوترونها در مواد غذایی خاصیت رادیوا کتیویته ایجاد می کنند وپروتونها واشعه آلفا قدرت نفوذ کمی دارند. بنابراین استفاده ازاین اشعه ها برای نگهداری مواد غذایی عملی نیست ودراین جا هم بحث نمی شوند.

اشعه ایکس امواج الکترو مغناطیسی نفوذ پذیری هستند که توسط بمباران کردن یک فلز سنگین با اشعه کاتدی دریک لوله تحت خلاء به وجود می آیند. درحال حاضر استفاده ازاین اشعه درصنایع غذایی اقتصادی نیست.

اشعه گاما شبیه اشعه ایکس است بااین تفاوت که از محصولات جانبی حاصل از شکافت اتمی ویا محصولات مشابه آنها ساطع می شود. کبالت 60 وسزیم 137 از مهمترین منابع این اشعه هستند که در کارهای تحقیقاتی مورد استفاده قرار می گیرند وکبالت 60 کاربرد تجاری بیشتری دارد. اشعه بتا جریانی از اکترونهای (ذرات بتا) ساطع شده از مواد رادیوا کتیو است . الکترونها ذرات کوچکی با بار منفی وجرم یکسان هستند وبخشی از اتم را تشکیل می دهند.

  الکترونها توسط میدانهای الکتریکی ومغناطیسی منحرف می شوند ومقدار نفوذشان به سرعت آنها درهنگام برخورد با هدف بستگی دارد. افزایش بار الکترونها ، مقدار نفوذ آنها را  زیاد می کند.

 اشعه کاتدی جریانی از الکترونهای (ذرات بتا) حاصل از کاتد یک لوله تحت خلاء هستند. درعمل سرعت این الکترونها را با استفاده از روشهای مصنوعی افزایش می دهند.

مفهوم چند اصطلاح

  قبل از بحث درباره استفاده از تشعشعات یونیزه ، لازم است چند اصطلاح تعریف شود.

رونتگن (r) : یک رونتگن مقدار اشعه گاما یا ایکسی است که یک واحد الکترواستاتیک بارالکتریکی (مثبت یا منفی) دریک سانتی متر مکعب از هوا درشرایط استاندارد تولید می کند.

رپ : یک رپ مقدار انرژی یونیزه ای است که دریک گرم از بافت زنده تولید می شود ومعادل یک رونتگن است.

مگارپ : یک مگارپ معادل یک میلیون رپ است. یک رونتگن یا یک رپ معادل جذب شدن 89-83 ارگ اشعه در هرگرم از بافت زنده است.

راد : واحد جدیدی برای مقدار دوز اشعه است ومعادل جذب 100 ارگ در هرگرم از ماده غذایی است. یک مگاراد معادل یک میلیون راد ویک کیلو راد برابر 1000 راد است :

الکترون ولت (ey) : مقدار انرژی حاصل از الکترونی است که درمیدانی با اختلاف پتانسیل یک ولت جابه جا می شود. یک مگاالکترون ولت برابر یک میلیون الکترون ولت است. یک مگاالکترون ولت معیاری از شدت تشعشع ویک رپ معیاری از انرژی جذب شده است که در داخل ماده غذایی کارایی دارد.

گری (Gy): یک گری معادل 100 راد است ودر بعضی از منابع به جای راد استفاده می شود. راد اپرتیزیشن : اصطلاحی است که برای استریلیزاسیون توسط اشعه به کار می رود. دراین روش از دوزهای بالا استفاده می شود وزمان ماندگاری محصول افزایش می یابد.

رادوریزیشن : اصطلاحی است که برای پاستوریزاسیون توسط اشعه به کار می رود. دراین روش از دوزهای پایین استفاده می شود وهدف آن افزایش زمان ماندگاری محصول است.

رادیسیدیشن : این اصطلاح نیز برای پاستوریزاسیون با دوزهای پایین اشعه به کار می رود اما هدف اصلی آن از بین بردن یک میکروارگانیسم بیماریزای خاص است.

پیکوویود : اصطلاحی است که در برچسب مواد غذایی تیمار شده با تشعشعات یونیزه با دوز پایین دیده می شود.

 

 

 

اشعه ایکس

 چنانچه مقدار انرژی جذب شده از اشعه های ایکس ، گاما وکاتدی یکسان باشد، کارایی آنها در استرایلیزاسیون مواد غذایی یکسان است . اشعه ایکس واشعه گاما نفوذ خوبی دارند درحالی که اشعه کاتدی درمقایسه با آنها نفوذپذیری کمتری دارد.

  بزرگترین مشکلات استفاده از اشعه ایکس در نگهداری مواد غذایی ، کارایی پایین وهزینه بالای تولید آن است ، به طوری که فقط در حدود سه تا پنج درصد از انرژی الکترون در تولید اشعه ایکس استفاده می شود . به همین دلیل بیشتر تحقیقات اخیر روی کاربرد اشعه گاما وکاتدی متمرکز شده است.

اشعه گاما وکاتدی

  از آن جا که این دو اشعه تاثیر یکسانی دراستریلیزاسیون موادغذایی دارند ( درصورت یکسان بودن مقدار انرژی جذب شده ) وتغییرات مشابهی را در مواد غذایی به وجود می آورند، با یکدیگر بحث ومقایسه خواهند شد.

منابع

منابع اصلی تولید اشعه گاما، عبارت انداز : 1- شکاف رادیواکتیو مواد حاصل از ارانیوم وکبالت 2- چرخش مایع سرد کننده در راکتورهای هسته ای 3- سایر عناصر سوختنی که در راکتور هسته ای استفاده می شوند. اشعه کاتدی توسط وسایل الکتریکی خاصی شتاب می گیرد. افزایش شتاب ( یعنی بیشتر از مگاالکترون ولت ) عمق نفوذ در ماده غذایی را زیاد می کند.

نفوذپذیری

اشعه گاما نفوذ خوبی دارد، اما با افزایش عمق نفوذ ، کارایی آن به صورت لگاریتمی کاهش می یابد. گزارش شده است که این اشعه تا عمق بیست سانتی متری در اکثر مواد غذایی تاثیر می گذارد اما میزان نفوذ آن به مدت زمان تابیدن اشعه بستگی دارد. از طرف دیگر اشعه کاتدی نفوذ پذیری کمی دارد وهنگامی که به صورت متقابل تابیده می شود، درهر مگاالکترون ولت فقط درنیم سانتی متری ماده غذایی اثر می گذارد. ( درحالت تابش متقابل ، اشعه ها از جهت های مخالف ساطع می شوند).

 مقدار اشعه جذب شده دریک ماده با افزایش عمق به صورت یکنواخت کاهش نمی یابد بلکه دریک عمقی به مقدار ما کزیمم می رسد ( تقریبا معادل یک سوم کل نفوذ اشعه ) وسپس شروع به کاهش می کند تا این که به صفر می رسد.

کارایی

 از آن جا که اشعه کاتدی دریک جهت ساطع می شود با ماده غذایی برخورد می کند. بنابراین در مقایسه با اشعه گاما که از منابع رادیواکتیو ودر همه جهات وبه صورت ثابت ساطع می شود کارایی بیشتری دارد . حداکثر کارایی استفاده از اشعه کاتدی بین 80-40 درصد پیش بینی می شود که به شکل ماده غذایی وابسته است، اما حداکثر کارایی استفاده از اشعه گاما 25-10 درصد است. منابع رادیواکتیو تولید کننده اشعه گاما به تدریج تحلیل می روند، از این رو با گذشت زمان ضعیف می شوند.

ایمنی

 از نظر سلامتی استفاده از اشعه کاتدی نسبت به اشعه گاما مشکلات کمتری رابه همراه دارد چون اشعه کاتدی دریک جهت ساطع می شود وکمتر نفوذ می کند به منظور تعمیر یا نگهداری قابل خاموش کردن است وبعد از آتش سوزی ، انفجار وسایر حوادث ، خطرات ناشی از مواد رادیواکتیو ناشی می شود.

 کارگران درهنگام کار کردن با اشعه گاما به پوشش های محافظ بیشتری نیاز دارند. درآزمایشات انجام شده روی انسانهای دواطلب وحیوانات ، با خوردن مواد غذایی تشعشع یافته هیچ گونه علائم بیماری مشاهده نشد.

اثر روی میکروارگانیسم ها

اثرمیکروب کشی دوز مشخصی از اشعه به عوامل زیر وابسته است:

1- نوع وگونه میکروار گانیسم : اهمیت این عامل توسط اطلاعات درج شده درجدول 10-2 مشخص می شود.

2-  تعداد میکروارگانیسم ها (یا اسپورهای) اولیه : با افزایش تعداد میکروارگانیسم ها ، کارایی اشعه کمتر خواهد شد.

3  ترکیب ماده غذایی : بعضی از ترکیبات مانند پروتئین ها ، کاتالاز ومواد احیاء کننده

  ( نیتریت ها ، سولفیت ها وترکیبات سولفیدریلی ) اثر حفاظتی دارند. ترکیباتی که با                                                                                                                گروههای SH ترکیب شوندحساسیت میکروبها را افزایش می دهند. ترکیبات حاصل از تشعشع ممکن است برای میکروارگانیسم ها مضر باشند.

4-حضور یا عدم حضور اکسیژن : با توجه به نوع میکروارگانیسم تاثیر اکسیژن آزاد متفاوت است وممکن است حساسیت میکروارگانیسم ها را افزایش دهد ویا هیچ تاثیری نداشته باشد. احتمالا درحضور اکسیژن واکنشهای جانبی نامطلوب (بعدا بحث می شود) تشدید می شوند ودرخلاء یا حضور نیتروژن کاهش می یابند

 

 

5-  حالت فیزیکی ماده غذایی درحین تشعشع : درجه حرارت ومقدار رطوبت ماده غذایی به روشهای متفاوتی روی میکروارگانیسمهای مختلف اثر می گذاردند.

6  شرایط میکروارگانیسم : سن ، درجه حرارت رشد وتولید اسپور وحالت میکروارگانیسم (رویشی یا اسپور) درحساسیت میکروارگانیسم مؤثر است. این عوامل قبلا در ارتباط با سایر روشهای فرآوری مواد غذایی بحث شده است.

         به نظر می رسد نوع تشعشع وpH ماده غذایی تاثیر کمی در دوز مورد نیاز برای غیر فعال کردن میکروارگانیسم ها دارند.بعضی از پژوهشگران بیان کرده اند که به طور کلی مقاومت میکروارگانیسم ها به تشعشعات یونیزه ، مشابه مقاومت آنها نسبت به فرآیند های حرارتی است، اما در این ارتباط استثنائاتی هم وجود دارد. به عنوان مثال اسپورهای کلستر یدیوم بوتولینوم نسبت به اشعه گاما از اسپورهای یک باکتری فلت ساور (No.1518) ویک باکتری بی هوازی گرمادوست (T.A.No.3814) مقاوم تراند اما مقاومت حرارتی این دو میکروارگانیسم نسبت به کلستریدیوم بیشتر است. جدول (10-2) مقدار اشعه لازم برای ازبین بردن میکروارگانیسم های مختلف را نشان می دهد. این ارقام با توجه به شرایطی که درپاراگراف قبل اشاره شد تغییر می کنند. با این وجود بایستی توجه داشت که :

1- حساسیت انسان به اشعه خیلی بیشتر از میکروارگانیسم هاست.

2- اسپور باکتریها نسبت به سلولهای رویشی مقاومت بیشتری دارند.

3- به طور کلی باکتریهای گرم منفی نسبت به باکتریهای گرم مثبت مقاومت کمتری دارند.

4- مقاومت مخمرها وکپکها کاملا متفاوت است اما بعضی از آنها نسبت به باکتریها مقاومت بیشتری دارند. به عنوان مثال مقاومت کاندیداکروزئی جدول 10-2 مشابه مقاومت بسیاری از اسپورهای باکتریابی است.

  بعضی از میکروارگانیسم ها مقاومت خیلی بیشتری نسبت به مقدار پیش بینی شده دارند. به عنوان مثال یک میکروکوکوس مقاوم به اشعه شبیه میکروکوکوس روزئوس درگوشت اشعه دیده مشاهده شده است.علاوه براین درگوشت گونه هایی از مایکروباکتریوم هم دیده شده اند که مقاومت زیادی دارند. بنابراین احتمال جدا کردن نژادهای مقاوم به اشعه از مواد غذایی که کمی اشعه دیده اند وجود دارد .

 چنانچه اسپور باکتریها قبل از حرارت دیدن تحت تاثیر برشدت کشندگی اشعه گاما بعد از آن ندارد. چنانچه قبل از تشعشع از امواج اولتراسونیک استفاده شود حساسیت ارگانیسم ها نسبت به اشعه افزایش می یابد.

  مکانیسم اثر تخریبی اشعه روی میکروار گانیسم ها به این صورت فرض می شود که یک ذره یونیزه یا انرژی کوانتوم از یک بخش حساس سلول عبور می کند وپس ازبرخورد مستقیم با هدف سبب یونیزه شدن این ناحیه حساس می شود وپس از آن سبب مرگ میکروارگانیسم می شود. (این مکانیسم به تئوری هدف معروف است ).  فرضیه دیگر درمورد اثر میکروب کشی اشعه مربوط به یونیزه شدن مواد اطرف (به ویژه آب) وتبدیل آنها به رادیکالهای آزاد است . بعضی از این رادیکالها ممکن است اکسید یا احیاء شوند وبنابراین درتخریب میکروارگانیسم مؤثراند. تشعشع همچنین ممکن است در میکروارگانیسم متاسیون ایجاد نماید.

اثر مواد غذایی

  دوزهای زیاد اشعه که دراستریل کردن مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرند، دربعضی از مواد غذایی (واکنشهای جانبی) ویا تغییرات ثانویه نامطلوب ایجاد می کنند ورنگ ،بو ، طعم ویا حتی خصوصیات فیزیکی نامطلوبی به وجود می آورند.

بعضی از تغییراتی که دراثر استریلیزاسیون مواد غذایی با اشعه به وجود می آیند عبارت انداز:

1-افزایش PH تخریب گلوتاتیون وافزایش ترکیبات کربنیلی ، سولفات هیدروژن ومتیل مرکاپتان درگوشت.

2- تخریب آنتی اکسید انهای طبیعی اکسید اسیون به همراه پلیمریزاسیون جزئی وافزایش ترکیبات کربنیلی درچربیها ولیپیدها .

3- کاهش بعضی از ویتامین ها مثل تیامین ، پیریدوکسین ، ویتامین K,E,D.C.  در اکثر مواد غذایی اما ریبوفلاوین ونیاسین نسبتا مقاوم اند.

  البته دوزهای کمتر اثرات نامطلوب کمتری در مواد غذایی ایجاد می کنند . دوز اشعه لازم برای تخریب بیشتر آنزیمهای موجود در مواد غذایی 10-5 برابر دوز لازم برای کشتن کلیه میکروارگانیسم هاست. بعد از تخریب کلیه میکروارگانیسم ها توسط اشعه آنزیم ها به فعالیت خود ادامه می دهند، مگر این که قبل از تشعشع توسط عمل بلاچینگ غیر فعال شوند.مهمترین اثر اشعه بر خواص تغذیه ای مواد غذایی تخریب ویتامین هاست. اما به طور کلی ارزش تغذیه ای یک ماده غذایی اشعه دیده همانند ماده غذایی است که با سایر روشها فرآوری شده است (با در نظر گرفتن این که زمان ماندگاری درهر دوحالت یکسان باشد). چنانچه از الکترونی با انرژی کمتر از 11 مگا الکترون ولت ویا اشعه گاما حاصل از کلبات 60 استفاده شود، درماده غذایی ترکیبات رادیواکتیو به وجود نمی آیند.

کاربردهادرحال حاضر درکشور آمریکا، استفاده از اشعه درمواد غذایی برای موارد بسیار محدودی مجاز شناخته شده است. برای کشتن حشرات وجلوگیری از فساد میوه ها وسبزیهای تازه، مقدار کمی اشعه (یک کیلوگری) استفاده می شود.

  علاوه براین استفاده از اشعه برای گندم (ازبین بردن حشرات)وسیب زمینی( جلوگیری ازجوانه زدن) مجاز شناخته شده است. به هرحال احتمالا تمایل بیشتر وطرحهای قانونی ، استفاده از اشعه را دراین کشور افزایش خواهد داد. درحال حاضر نزدیک به سی کشور جهان ، استفاده از بعضی از مواد غذایی اشعه دیده را مجاز می دانند. جدول 10-3 کاربردهای اشعه را درفرآوری مواد غذایی نشان می دهد.

فرآیند مایکروویو

 استفاده از مایکروویو درگرم کردن وفرآوری مواد غذایی روبه افزایش است (به ویژه درسطح مصرف کنندگان ) مایکروویو امواج الکترو مغناطیسی بین مادون قرمز وامواج رادیویی هستند (شکل 10-1 وفرکانسهای متداول آنها 915یا 2450 مگاسیکل است.

 وقتی یک ماده غذایی درمیدان امواج مایکروویو قرار می گیرد با تغییر جهت میدان ملکولهای ماده غذایی سعی می کنند با سرعت زیاد خود را درجهت میدان قرار دهند. دراثر جنبش سریع ملکولها وبرخورد آنها با یکدیگر ،حرارت تولید می شود.

 اثر نگهدارندگی یا باکتری کشی امواج مایکروویو درواقع تابعی از گرمای تولید شده است. به عبارت دیگر خود امواج مایکروویو سبب غیر فعال شدن میکروارگانیسم های ماده غذایی نمی شوند، بلکه حرارت تولید شده حاصل از اصطکاک ملکولها ،سبب تخریب میکروبها می شود.

طیف کامل نور به دو گروه تقسیم می شود یک دسته شامل امواج رادیویی تا اشعه مادون قرمز که فرکانس پایین طول موج بلند وانرژی کوانتومی کمی دارند.دسته دوم اشعه هایی که فرکانس بالا طول موج کوتاه وانرژی کوانتومی زیادی دارند. تشعشعات مورد استفاده در صنایع غذایی به دو گروه تقسیم می شوند.

دسته اول تشعشعاتی با فرکانس پایین تر وانرژی کمتر است .دسته دوم تشعشعاتی با فرکانس های بالاتر که مقدار انرژی زیادی دارند .

اشعه ماوراءبنفش

لامپهای میکروب کش متداولترین منبع تولید اشعه ماوراء بنفش لامپهای بخار کوارتز – جیوه یا لامپهای جیوه کم فشار است .

عوامل مؤثر پرکارایی اشعه ماوراء بنفش

1- زمان : درچه زمان بیشتر باشد اثرهم بیشتر است. 2- شدت : اشعه ای که به یک ماده غذایی می رسد به قدرت لامپ ، فاصله تا ماده غذایی ومقدار دخالت مواد موجود در مسیر اشعه وابسته . 3- نفوذ : جسم یا ماده ای که در معرض اشعه قرار می گیرد اثر مهمی در کارایی فرآیند دارند.

اثرات اشعه ماوراء بنفش برانسان وحیوانات

نگاه کردن مستقیم به مدت چند ثانیه به لامپ ماوراء بنفش سبب سوزش جسم می شود ومعمولا روی حیوانات اثر خاصی ندارد.

اثرات اشعه ماوراء بنفش برمیکروارگانیسم ها

مقاومت سلولهای رویش بعضی از میکروارگانیسم ها در مقایسه با سایر میکروارگانیسم هاپنج برابر بیشتر است به طور کلی مقاومت مخمرها دو تا پنج برابر باکتریهاست ومقاومت کپکها ده تا پنجاه برابر باکتریهاست.

 کاربرد اشعه ماوارء بنفش درصنایع غذایی

1- ضد عفونی کردن آب مصرفی در صنایع نوشابه سازی 2- رسانیدن گوشت 3- ضد عفونی کردن چاقو برای بریدن نان 4- ضد عفونی کردن نان وکیکها 5- ضد عفونی کردن وسایل غذا خوری.

تشعشعات یونیزه

انواع تشعشعات یونیزه

تشعشعات یونیزه شامل اشعه ایکس ، اشعه گاما ، اشعه کاتدی ، اشعه بتا ، پروتونها ، نوترنها واشعه آلفاست

اشعه ایکس

اگر انرژی جذب شده از اشعه های ایکس ، گاما وکاتدی یکسان باشد کارایی آنها دراستریلیزاسیون مواد غذایی یکسان است.

منابع اشعه گاما

شکافت رادیو اکتیو مواد حاصل از اورانیوم وکباست 2- چرخش مایع سرد کننده در راکتررهای هسته ای .

اثر روی میکروارگانیسم ها

 اثر میکروب کشی دوز مشخصی از اشعه به عوامل زیر وابسته است.

1- نوع وگونه میکروارگانیسم 2- تعداد میکروارگانیسم ها (یا اسپوردری) اولیه 3- ترکیب ماده غذایی وحضور یا عدم حضور اکسیژن به حالت فیزیکی ماده غذایی درحین تشعشع.

اثر برمواد غذایی

بعضی از تغییراتی که در استریلیزاسیون مواد غذایی با اشعه به وجود می آیند. عبارتند از 1- افزایش PH 2- تخریب انتی اکسیدانهای طبیعی 3- کاهش بعضی از ویتامین ها مثل :تیامین ، پیریدوکسین

 

 

 

 

                      پایان


نوشته شده در تاريخ ۱۳٩٠/۱٠/۱٥ توسط حمیدرضااسماعیلی
تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی : پیچک
فال حافظ