تويت
حفظ اغذيه
Food conservation - Conservation des aliments
حفظ الأغذية
يقصد بحفظ الأغذية food conservation تحويل الفائض من المحاصيل الغذائية الطازجة السريعة العطب إلى منتجات غذائية أكثر مقاومة لعوامل الفساد المختلفة، يمكن توفيرها للمستهلك على مدار العام.
لمحة تاريخية
يحصل الإنسان على غذائه من مصادر نباتية كالمحاصيل الحقلية وثمار الفاكهة والخضراوات، ومن مصادر حيوانية كاللحوم والأسماك ومنتجاتها وغيرها. وتتعرض هذه المواد الغذائية المتنوعة إلى عوامل مختلفة تؤدي إلى فسادها وعدم صلاحيتها للاستهلاك البشري. وتأخذ مظاهر الفساد أشكالاً متنوعة، فبعضها يكون مصحوباً بإنتاج مواد سامة وبعضها الآخر يسبب انخفاضاً ملحوظاً في الصفات الحسية والغذائية مما ينعكس سلباً على القيمة الاقتصادية للمواد الغذائية.
عمد الإنسان منذ القدم وعبر حضارات إنسانية متنوعة إلى محاكاة الطبيعة في حفظ المواد الغذائية بغية منع فسادها. فقد وجدت الحبوب المجففة في قبور الفراعنة وفي أماكن أثرية مختلفة تعود إلى حضارات متنوعة. كما عرف الإنسان أهمية ملح الطعام والسكر في حفظ الكثير من الخضار وثمار الفاكهة واستخدم حرارة الشمس في تجفيف ثمار الفاكهة وبعض الخضراوات في دول حوض البحر المتوسط في العصور اليونانية والرومانية والإسلامية.
الأهمية الاقتصادية والقيمة الغذائية للمواد الغذائية المحفوظة
تكمن الأهمية الاقتصادية للمواد الغذائية المحفوظة في توسيع طاقات الإنتاج الغذائي وتقليص الفاقد من الغذاء، في مراحل الإنتاج والحفظ والتوزيع، وتحسين شروط تبادل المواد الغذائية بأسعار مناسبة. وإتاحة إمكانية الاكتفاء الذاتي من هذه المواد وتصدير الفائض منها.
أساس حفظ الأغذية
إن الأساس في حفظ الأغذية هو السيطرة على العوامل المختلفة لمنع فسادها وبغية المحافظة على جودتها وقيمتها الغذائية أطول مدة ممكنة خارج موسم الإنتاج أو على مدار العام. وتعتمد طرائق حفظ الأغذية على الأساسين المهمين الآتيين:
ـ القضاء على الأحياء الدقيقة الممرضة التي تشكل خطراً على صحة المستهلك.
ـ منع أو إبطاء النشاط الميكروبي وتفاعلات التحلل الإنزيمي المؤدية إلى فساد الغذاء وفقد قيمته الحيوية وخصائصه الحسية.
ويعتمد اختيار التقنية الملائمة للحفظ على نوع الغذاء وصفات جودتة وعلى مدى تأثيرها في القيمة الغذائية، ويمكن إيجاز تقنيات الحفظ كما يأتي:
ـ التحكم الجزئي أو الكلي بمسببات الهدم البيولوجي مثل الإنزيمات والكائنات الحية المجهرية وغيرها، وذلك بالمعاملات الحرارية المختلفة كالبسترة والتعقيم وبالتشعيع وغيرها.
ـ استقرار المادة ووقف النشاط الحيوي باستخدام طرائق التبريد والتجميد والتجفيد التي تؤدي إلى إبطاء سرعة التفاعلات الحيوية للأحياء الدقيقة.
ـ خفض النشاط المائي للمادة مما يسهم في تثبيط الأنشطة الحيوية الضرورية لنمو الأحياء الدقيقة وخاصة البكتريا، وذلك باستخدام طرائق التجفيف والتجفيد والتكثيف والتدخين وغيرها.
ـ المحافظة على المركبات الاستقلابية الطبيعية المتكونة بفعل الأحياء الدقيقة والتي تدخل في تركيب المادة الغذائية، وذلك بخفض رقم الحموضة pH كالتخمر اللبني مكوناً اللبن والشكروت وغيرها والتخمر الخلي مكوناً الخل أو لإنتاج الكحول في التخمر الكحولي.
ـ إزالة الأكسجين من المادة الغذائية لتجنب ظاهرة الأكسدة وخاصة أكسدة الدهون.
ـ استخدام الإضافات الكيمياوية لوحدها أو مع الطرائق الأخرى لحفظ المواد الغذائية.
طرائق حفظ الأغذية وشروطها
يشتمل حفظ الأغذية على الطرائق الآتية: التبريد[ر] - التجفيد[ر] - التجميد[ر] - التعليب[ر] - التغليف[ر] - التشعيع[ر] - التجفيف والحفظ بالمواد الحافظة و بثاني أكسيد الكبريت وبالتسخين بالموجات الدقيقة وبالضغط الميكانيكي.
1- طريقة التجفيف
يعتمد نشاط الأحياء الدقيقة في المواد الغذائية على النشاط المائي water activity الذي يتمثل بالنسبة بين ضغط بخار الماء في المادة الغذائية وضغط بخار الماء النقي في الدرجة نفسها من الحرارة وتراوح قيمتها بين صفر و واحد صحيح، وتكون نسبة الحد الأدنى للنشاط المائي اللازم لنمو البكتريا نحو 0.91 و للخمائر نحو 0.88 ويقل إلى نحو 0.8 في الفطريات. أما في الأغذية الطازجة فيقترب النشاط المائي فيها من الواحد الصحيح مما يؤدي إلى فسادها بسبب سرعة نمو الأحياء الدقيقة فيها.
وتهدف تقنية التجفيف إلى تخليص الغذاء من معظم ما يحتويه من ماء، مما يؤدي إلى خفض نشاطه المائي إلى نحو 0.6 أو أقل وتصير الشروط الجديدة غير ملائمة لنمو الأحياء الدقيقة وتحد من سرعة حدوث التفاعلات الكيمياوية والإنزيمية غير المرغوبة. وتعتمد الطرائق المختلفة للتجفيف على استخدام الحرارة للتخلص من معظم المحتوى المائي في المادة المراد تجفيفها، وعلى سبيل المثال تجفف الخضراوات بخفض نسبة الرطوبة فيها بنحو 4-6% وتجفف ثمار الفاكهة بخفض نسبة الرطوبة فيها بنحو 18-23% ويعود ذلك إلى احتوائها على نسبة أعلى من المواد السكرية المثبتة لجزء إضافي من الماء مما يؤدي إلى خفض نسبة الماء الحر المتاح للنشاط الجرثومي. وتجري عملية التجفيف إما طبيعياً باستعمال حرارة الشمس وإما صناعياً باستعمال مجففات خاصة للتحكم بدرجة حرارة التجفيف والرطوبة النسبية. ويعد الهواء الوسيلة العملية لنقل الحرارة إلى المواد الغذائية بسهولة تامة في المجففات الهوائية وبتكاليف منخفضة نسبياً.
آ - التجفيف الشمسي: عرف التجفيف الشمسي منذ أقدم العصور ويستخدم أساساً في تجفيف الأسماك وعدد كبير من ثمار الفاكهة كالمشمش والكمثرى والخوخ والتين والعنب إضافة إلى بعض الخضراوات. وتتوقف خطوات عملية التجفيف الشمسي على نوع المادة الغذائية المراد تجفيفها وعلى سبيل المثال تجفف ثمار بعض أنواع الفاكهة كالمشمش والخوخ والكمثرى باتباع الخطوات الآتية: فرز الثمار وتدريجها بحسب الحجم ودرجة النضج، الغسيل، التقطيع إلى أنصاف وإزالة البذور أو كأس الزهرة، رص أجزاء الثمار على أطباق التجفيف مع مراعاة جعل اتجاه مقاطعها نحو الأعلى، الكبرتة بتعريض الثمار لأبخرة غاز SO2 المتصاعد من فرن حرق الكبريت مدة معينة بحسب نوع الثمار وتركيبها ودرجة نضجها، ثم وضع أطباق الثمار على أرضية منشر التجفيف الشمسي مدة تكفي لخفض مقدار وزن الثمار بمقدار الثلثين ومن ثم توضع الأطباق فوق بعضها البعض لاستكمال التجفيف في الظل.
وتسهم عملية كبرتة الثمار في تفتيح ألوانها وفي المحافظة على محتوى الثمار من حمض الأسكوربيك (فيتامين C) وعلى طرد الحشرات وموت عدد كبير من الأحياء الدقيقة. وفي حال وجود قشرة تمنع تبخير الثمار بغاز SO2 كالخوخ توضع الثمار بعد غسلها في محلول قلوي ساخن لمدة نصف دقيقة تقريباً بهدف إحداث تشققات في القشرة توفر شروطاً أفضل لعملية الكبرتة. ومن أهم مساوئ طريقة التجفيف الشمسي هو الاحتياج إلى مساحات واسعة وعدم توافر الشروط الصحية بسبب تعرض المواد الغذائية إلى الحشرات والأتربة إلا أنها تكون أقل كلفة وتتميز بنقاء وصفاء لون الأغذية .
ب - التجفيف الصناعي: تجفف المواد الغذائية صناعياً في معامل متخصصة تحدد فيها الشروط المساعدة على التجفيف كالتحكم بدرجة الحرارة والرطوبة النسبية وغيرهما بما يتناسب ونوع المادة الغذائية بغية الحصول على منتجات عالية الجودة ومتجانسة بلونها وقيمتها إلا أن هذه الطريقة تعد مرتفعة الكلفة نسبياً بالمقارنة مع التجفيف الشمسي .
ومن أهم طرائق التجفيف الصناعي: التجفيف بالأنفاق tunnel drying، التجفيف بالرذاذ spray drying، والتجفيف بالأسطوانات الدوارة drum drying.
2 - حفظ الأغذية بالمواد الحافظة وبثاني أكسيد الكبريت
تُعّرف المواد الحافظة بأنها أي مادة كيمياوية تضاف إلى الغذاء بغرض حفظه أطول فترة ممكنة ولمنع فساده، وتصير هذه المادة المضافة جزءاً من المادة الغذائية ولا تكتسب الصفة الغذائيةباستثناء المواد المستعملة تقليدياً كمواد غذائية وحافظة كالخل وملح الطعام والإيثانول والزيوت الغذائية والسكريات. ومن أهم المواد الكيمياوية الحافظة للأغذية: الكلوريدات، نترات ونتريت الصوديوم والبوتاسيوم، غاز ثاني أكسيد الكربون، الماء الأوكسجيني، الحموض الدهنية المشبعة ومشتقاتها، حمض السوربيك وأملاحه، حمض البنزويك ومشتقاته،المضادات الحيوية، ثاني أكسيد الكبريت ومركبات الكبريتيت وغيرها.
ويعد ثاني أكسيد الكبريت من المركبات الأكثر استعمالاً في القضاء على الأحياء الدقيقة أو مضاداً للأكسدة، كما يعد أفضل موانع الاسمرار الإنزيمي.
يؤدي تفاعل غاز ثاني أكسيد الكبريت SO2 مع ماء المادة الغذائية إلى تكوين حمض الكبريتي H2SO3 وإطلاق شوارد الهدروجين الفعالة ضد الأحياء الدقيقة، ويؤدي هذا الحمض إلى منع إنتاش الأبواغ البكتيرية والحد من نموها، تثبيط المراحل الاستقلابية الخاصة بالسكريات، وإرجاع الجسور الكبريتية [S-S] في البروتينات الإنزيمية، إضافة إلى ارتباطه بالوظائف الألدهيدية للسكريات ومنع استعمالها كمصدر للطاقة. وتجدر الإشارة إلى أن هيئة المواصفات والمقاييس العالمية وعدداً من المنظمات الدولية المعنية بسلامة الغذاء تمنع استخدام غاز ثاني أكسيد الكبريت وأملاحه في حفظ اللحوم لأنه يعمل على تثبيت لون اللحم مما يؤدي إلى إخفاء مظاهر تحلله وفساده. كما يجب عدم استعمال المركبات الكبريتية في الأغذية الغنية بفيتامين B1 للمحافظة عليه فيها.
3- التجفيف باستخدام التسخين بالموجات الدقيقة microwaves
يعتمد المبدأ الأساسي لهذه الطريقة على قدرة المادة العضوية على امتصاص الموجات الدقيقة الكهرطيسية ورفع درجة حرارتها. إذ إن جزيئات ماء الغذاء تكون ثنائية القطبية تخضع للمجال الكهربائي الذي يتخلل الغذاء مؤدياً إلى تحريك جزيئات الماء بسرعة في الاتجاه المضاد لشحنة المجال المتولد، فكلما زادت سرعة حركة جزيئات الماء تولد منها طاقة تؤدي إلى رفع درجة حرارة الغذاء، وتتبخر جزيئات الماء الساخن مؤدية إلى تجفيف المادة الغذائية بوجود تيار من الهواء داخل الجهاز. وتستخدم الموجات الدقيقة أيضاً في كثير من تقنيات حفظ الأغذية كالبسترة والتعقيم وتثبيط النشاط الإنزيمي وغيرها.
4- الحفظ بتطبيق الضغط الميكانيكي
طريقة فيزيائية تهدف إلى تطبيق ضغط ميكانيكي على المادة الغذائية للقضاء على الأحياء الدقيقة وتثبيط النشاط الإنزيمي. ويعبر عن الضغط بالأرطال على البوصة المربعة ويرمز له بالرمز [PSI]. ويعادل الضغط الجوي الواحد 14.7 رطلاً على البوصة المربعة. وتجدر الإشارة إلى أن الخفض المفاجئ للضغوط العالية يزيد من فعالية هذه الطريقة في الحد من نشاط الأحياء الدقيقة. وقد تبين أن الغاز المضغوط يعطي نتائج متميزة في حفظ المواد الغذائية السائلة. وعلى سبيل المثال يمكن حفظ الحليب في الدرجة 8 ْم لمدة تزيد على أربعة أسابيع في جــو من الأكسجين المضغوط (8 ضغط جوي أو أكثر). كما استخدم غاز ثاني أكسيد الكربون CO2 المضغوط لحفظ عصير العنب في الدرجة 15 ْم في أثناء مراحل التصنيع. وتجدر الإشارة أيضاً إلى أن المشروبات الغازية تبقى محفوظة على نحو جيد لاحتوائها على غاز ثاني أكسيد الكربون المضغوط.
حفظ اغذيه
Food conservation - Conservation des aliments
حفظ الأغذية
يقصد بحفظ الأغذية food conservation تحويل الفائض من المحاصيل الغذائية الطازجة السريعة العطب إلى منتجات غذائية أكثر مقاومة لعوامل الفساد المختلفة، يمكن توفيرها للمستهلك على مدار العام.
لمحة تاريخية
يحصل الإنسان على غذائه من مصادر نباتية كالمحاصيل الحقلية وثمار الفاكهة والخضراوات، ومن مصادر حيوانية كاللحوم والأسماك ومنتجاتها وغيرها. وتتعرض هذه المواد الغذائية المتنوعة إلى عوامل مختلفة تؤدي إلى فسادها وعدم صلاحيتها للاستهلاك البشري. وتأخذ مظاهر الفساد أشكالاً متنوعة، فبعضها يكون مصحوباً بإنتاج مواد سامة وبعضها الآخر يسبب انخفاضاً ملحوظاً في الصفات الحسية والغذائية مما ينعكس سلباً على القيمة الاقتصادية للمواد الغذائية.
عمد الإنسان منذ القدم وعبر حضارات إنسانية متنوعة إلى محاكاة الطبيعة في حفظ المواد الغذائية بغية منع فسادها. فقد وجدت الحبوب المجففة في قبور الفراعنة وفي أماكن أثرية مختلفة تعود إلى حضارات متنوعة. كما عرف الإنسان أهمية ملح الطعام والسكر في حفظ الكثير من الخضار وثمار الفاكهة واستخدم حرارة الشمس في تجفيف ثمار الفاكهة وبعض الخضراوات في دول حوض البحر المتوسط في العصور اليونانية والرومانية والإسلامية.
الأهمية الاقتصادية والقيمة الغذائية للمواد الغذائية المحفوظة
تكمن الأهمية الاقتصادية للمواد الغذائية المحفوظة في توسيع طاقات الإنتاج الغذائي وتقليص الفاقد من الغذاء، في مراحل الإنتاج والحفظ والتوزيع، وتحسين شروط تبادل المواد الغذائية بأسعار مناسبة. وإتاحة إمكانية الاكتفاء الذاتي من هذه المواد وتصدير الفائض منها.
أساس حفظ الأغذية
إن الأساس في حفظ الأغذية هو السيطرة على العوامل المختلفة لمنع فسادها وبغية المحافظة على جودتها وقيمتها الغذائية أطول مدة ممكنة خارج موسم الإنتاج أو على مدار العام. وتعتمد طرائق حفظ الأغذية على الأساسين المهمين الآتيين:
ـ القضاء على الأحياء الدقيقة الممرضة التي تشكل خطراً على صحة المستهلك.
ـ منع أو إبطاء النشاط الميكروبي وتفاعلات التحلل الإنزيمي المؤدية إلى فساد الغذاء وفقد قيمته الحيوية وخصائصه الحسية.
ويعتمد اختيار التقنية الملائمة للحفظ على نوع الغذاء وصفات جودتة وعلى مدى تأثيرها في القيمة الغذائية، ويمكن إيجاز تقنيات الحفظ كما يأتي:
ـ التحكم الجزئي أو الكلي بمسببات الهدم البيولوجي مثل الإنزيمات والكائنات الحية المجهرية وغيرها، وذلك بالمعاملات الحرارية المختلفة كالبسترة والتعقيم وبالتشعيع وغيرها.
ـ استقرار المادة ووقف النشاط الحيوي باستخدام طرائق التبريد والتجميد والتجفيد التي تؤدي إلى إبطاء سرعة التفاعلات الحيوية للأحياء الدقيقة.
ـ خفض النشاط المائي للمادة مما يسهم في تثبيط الأنشطة الحيوية الضرورية لنمو الأحياء الدقيقة وخاصة البكتريا، وذلك باستخدام طرائق التجفيف والتجفيد والتكثيف والتدخين وغيرها.
ـ المحافظة على المركبات الاستقلابية الطبيعية المتكونة بفعل الأحياء الدقيقة والتي تدخل في تركيب المادة الغذائية، وذلك بخفض رقم الحموضة pH كالتخمر اللبني مكوناً اللبن والشكروت وغيرها والتخمر الخلي مكوناً الخل أو لإنتاج الكحول في التخمر الكحولي.
ـ إزالة الأكسجين من المادة الغذائية لتجنب ظاهرة الأكسدة وخاصة أكسدة الدهون.
ـ استخدام الإضافات الكيمياوية لوحدها أو مع الطرائق الأخرى لحفظ المواد الغذائية.
طرائق حفظ الأغذية وشروطها
يشتمل حفظ الأغذية على الطرائق الآتية: التبريد[ر] - التجفيد[ر] - التجميد[ر] - التعليب[ر] - التغليف[ر] - التشعيع[ر] - التجفيف والحفظ بالمواد الحافظة و بثاني أكسيد الكبريت وبالتسخين بالموجات الدقيقة وبالضغط الميكانيكي.
1- طريقة التجفيف
يعتمد نشاط الأحياء الدقيقة في المواد الغذائية على النشاط المائي water activity الذي يتمثل بالنسبة بين ضغط بخار الماء في المادة الغذائية وضغط بخار الماء النقي في الدرجة نفسها من الحرارة وتراوح قيمتها بين صفر و واحد صحيح، وتكون نسبة الحد الأدنى للنشاط المائي اللازم لنمو البكتريا نحو 0.91 و للخمائر نحو 0.88 ويقل إلى نحو 0.8 في الفطريات. أما في الأغذية الطازجة فيقترب النشاط المائي فيها من الواحد الصحيح مما يؤدي إلى فسادها بسبب سرعة نمو الأحياء الدقيقة فيها.
وتهدف تقنية التجفيف إلى تخليص الغذاء من معظم ما يحتويه من ماء، مما يؤدي إلى خفض نشاطه المائي إلى نحو 0.6 أو أقل وتصير الشروط الجديدة غير ملائمة لنمو الأحياء الدقيقة وتحد من سرعة حدوث التفاعلات الكيمياوية والإنزيمية غير المرغوبة. وتعتمد الطرائق المختلفة للتجفيف على استخدام الحرارة للتخلص من معظم المحتوى المائي في المادة المراد تجفيفها، وعلى سبيل المثال تجفف الخضراوات بخفض نسبة الرطوبة فيها بنحو 4-6% وتجفف ثمار الفاكهة بخفض نسبة الرطوبة فيها بنحو 18-23% ويعود ذلك إلى احتوائها على نسبة أعلى من المواد السكرية المثبتة لجزء إضافي من الماء مما يؤدي إلى خفض نسبة الماء الحر المتاح للنشاط الجرثومي. وتجري عملية التجفيف إما طبيعياً باستعمال حرارة الشمس وإما صناعياً باستعمال مجففات خاصة للتحكم بدرجة حرارة التجفيف والرطوبة النسبية. ويعد الهواء الوسيلة العملية لنقل الحرارة إلى المواد الغذائية بسهولة تامة في المجففات الهوائية وبتكاليف منخفضة نسبياً.
آ - التجفيف الشمسي: عرف التجفيف الشمسي منذ أقدم العصور ويستخدم أساساً في تجفيف الأسماك وعدد كبير من ثمار الفاكهة كالمشمش والكمثرى والخوخ والتين والعنب إضافة إلى بعض الخضراوات. وتتوقف خطوات عملية التجفيف الشمسي على نوع المادة الغذائية المراد تجفيفها وعلى سبيل المثال تجفف ثمار بعض أنواع الفاكهة كالمشمش والخوخ والكمثرى باتباع الخطوات الآتية: فرز الثمار وتدريجها بحسب الحجم ودرجة النضج، الغسيل، التقطيع إلى أنصاف وإزالة البذور أو كأس الزهرة، رص أجزاء الثمار على أطباق التجفيف مع مراعاة جعل اتجاه مقاطعها نحو الأعلى، الكبرتة بتعريض الثمار لأبخرة غاز SO2 المتصاعد من فرن حرق الكبريت مدة معينة بحسب نوع الثمار وتركيبها ودرجة نضجها، ثم وضع أطباق الثمار على أرضية منشر التجفيف الشمسي مدة تكفي لخفض مقدار وزن الثمار بمقدار الثلثين ومن ثم توضع الأطباق فوق بعضها البعض لاستكمال التجفيف في الظل.
وتسهم عملية كبرتة الثمار في تفتيح ألوانها وفي المحافظة على محتوى الثمار من حمض الأسكوربيك (فيتامين C) وعلى طرد الحشرات وموت عدد كبير من الأحياء الدقيقة. وفي حال وجود قشرة تمنع تبخير الثمار بغاز SO2 كالخوخ توضع الثمار بعد غسلها في محلول قلوي ساخن لمدة نصف دقيقة تقريباً بهدف إحداث تشققات في القشرة توفر شروطاً أفضل لعملية الكبرتة. ومن أهم مساوئ طريقة التجفيف الشمسي هو الاحتياج إلى مساحات واسعة وعدم توافر الشروط الصحية بسبب تعرض المواد الغذائية إلى الحشرات والأتربة إلا أنها تكون أقل كلفة وتتميز بنقاء وصفاء لون الأغذية .
ب - التجفيف الصناعي: تجفف المواد الغذائية صناعياً في معامل متخصصة تحدد فيها الشروط المساعدة على التجفيف كالتحكم بدرجة الحرارة والرطوبة النسبية وغيرهما بما يتناسب ونوع المادة الغذائية بغية الحصول على منتجات عالية الجودة ومتجانسة بلونها وقيمتها إلا أن هذه الطريقة تعد مرتفعة الكلفة نسبياً بالمقارنة مع التجفيف الشمسي .
ومن أهم طرائق التجفيف الصناعي: التجفيف بالأنفاق tunnel drying، التجفيف بالرذاذ spray drying، والتجفيف بالأسطوانات الدوارة drum drying.
2 - حفظ الأغذية بالمواد الحافظة وبثاني أكسيد الكبريت
تُعّرف المواد الحافظة بأنها أي مادة كيمياوية تضاف إلى الغذاء بغرض حفظه أطول فترة ممكنة ولمنع فساده، وتصير هذه المادة المضافة جزءاً من المادة الغذائية ولا تكتسب الصفة الغذائيةباستثناء المواد المستعملة تقليدياً كمواد غذائية وحافظة كالخل وملح الطعام والإيثانول والزيوت الغذائية والسكريات. ومن أهم المواد الكيمياوية الحافظة للأغذية: الكلوريدات، نترات ونتريت الصوديوم والبوتاسيوم، غاز ثاني أكسيد الكربون، الماء الأوكسجيني، الحموض الدهنية المشبعة ومشتقاتها، حمض السوربيك وأملاحه، حمض البنزويك ومشتقاته،المضادات الحيوية، ثاني أكسيد الكبريت ومركبات الكبريتيت وغيرها.
ويعد ثاني أكسيد الكبريت من المركبات الأكثر استعمالاً في القضاء على الأحياء الدقيقة أو مضاداً للأكسدة، كما يعد أفضل موانع الاسمرار الإنزيمي.
يؤدي تفاعل غاز ثاني أكسيد الكبريت SO2 مع ماء المادة الغذائية إلى تكوين حمض الكبريتي H2SO3 وإطلاق شوارد الهدروجين الفعالة ضد الأحياء الدقيقة، ويؤدي هذا الحمض إلى منع إنتاش الأبواغ البكتيرية والحد من نموها، تثبيط المراحل الاستقلابية الخاصة بالسكريات، وإرجاع الجسور الكبريتية [S-S] في البروتينات الإنزيمية، إضافة إلى ارتباطه بالوظائف الألدهيدية للسكريات ومنع استعمالها كمصدر للطاقة. وتجدر الإشارة إلى أن هيئة المواصفات والمقاييس العالمية وعدداً من المنظمات الدولية المعنية بسلامة الغذاء تمنع استخدام غاز ثاني أكسيد الكبريت وأملاحه في حفظ اللحوم لأنه يعمل على تثبيت لون اللحم مما يؤدي إلى إخفاء مظاهر تحلله وفساده. كما يجب عدم استعمال المركبات الكبريتية في الأغذية الغنية بفيتامين B1 للمحافظة عليه فيها.
3- التجفيف باستخدام التسخين بالموجات الدقيقة microwaves
يعتمد المبدأ الأساسي لهذه الطريقة على قدرة المادة العضوية على امتصاص الموجات الدقيقة الكهرطيسية ورفع درجة حرارتها. إذ إن جزيئات ماء الغذاء تكون ثنائية القطبية تخضع للمجال الكهربائي الذي يتخلل الغذاء مؤدياً إلى تحريك جزيئات الماء بسرعة في الاتجاه المضاد لشحنة المجال المتولد، فكلما زادت سرعة حركة جزيئات الماء تولد منها طاقة تؤدي إلى رفع درجة حرارة الغذاء، وتتبخر جزيئات الماء الساخن مؤدية إلى تجفيف المادة الغذائية بوجود تيار من الهواء داخل الجهاز. وتستخدم الموجات الدقيقة أيضاً في كثير من تقنيات حفظ الأغذية كالبسترة والتعقيم وتثبيط النشاط الإنزيمي وغيرها.
4- الحفظ بتطبيق الضغط الميكانيكي
طريقة فيزيائية تهدف إلى تطبيق ضغط ميكانيكي على المادة الغذائية للقضاء على الأحياء الدقيقة وتثبيط النشاط الإنزيمي. ويعبر عن الضغط بالأرطال على البوصة المربعة ويرمز له بالرمز [PSI]. ويعادل الضغط الجوي الواحد 14.7 رطلاً على البوصة المربعة. وتجدر الإشارة إلى أن الخفض المفاجئ للضغوط العالية يزيد من فعالية هذه الطريقة في الحد من نشاط الأحياء الدقيقة. وقد تبين أن الغاز المضغوط يعطي نتائج متميزة في حفظ المواد الغذائية السائلة. وعلى سبيل المثال يمكن حفظ الحليب في الدرجة 8 ْم لمدة تزيد على أربعة أسابيع في جــو من الأكسجين المضغوط (8 ضغط جوي أو أكثر). كما استخدم غاز ثاني أكسيد الكربون CO2 المضغوط لحفظ عصير العنب في الدرجة 15 ْم في أثناء مراحل التصنيع. وتجدر الإشارة أيضاً إلى أن المشروبات الغازية تبقى محفوظة على نحو جيد لاحتوائها على غاز ثاني أكسيد الكربون المضغوط.
محمد محمد
Food conservation - Conservation des aliments
حفظ الأغذية
يقصد بحفظ الأغذية food conservation تحويل الفائض من المحاصيل الغذائية الطازجة السريعة العطب إلى منتجات غذائية أكثر مقاومة لعوامل الفساد المختلفة، يمكن توفيرها للمستهلك على مدار العام.
لمحة تاريخية
يحصل الإنسان على غذائه من مصادر نباتية كالمحاصيل الحقلية وثمار الفاكهة والخضراوات، ومن مصادر حيوانية كاللحوم والأسماك ومنتجاتها وغيرها. وتتعرض هذه المواد الغذائية المتنوعة إلى عوامل مختلفة تؤدي إلى فسادها وعدم صلاحيتها للاستهلاك البشري. وتأخذ مظاهر الفساد أشكالاً متنوعة، فبعضها يكون مصحوباً بإنتاج مواد سامة وبعضها الآخر يسبب انخفاضاً ملحوظاً في الصفات الحسية والغذائية مما ينعكس سلباً على القيمة الاقتصادية للمواد الغذائية.
عمد الإنسان منذ القدم وعبر حضارات إنسانية متنوعة إلى محاكاة الطبيعة في حفظ المواد الغذائية بغية منع فسادها. فقد وجدت الحبوب المجففة في قبور الفراعنة وفي أماكن أثرية مختلفة تعود إلى حضارات متنوعة. كما عرف الإنسان أهمية ملح الطعام والسكر في حفظ الكثير من الخضار وثمار الفاكهة واستخدم حرارة الشمس في تجفيف ثمار الفاكهة وبعض الخضراوات في دول حوض البحر المتوسط في العصور اليونانية والرومانية والإسلامية.
الأهمية الاقتصادية والقيمة الغذائية للمواد الغذائية المحفوظة
تكمن الأهمية الاقتصادية للمواد الغذائية المحفوظة في توسيع طاقات الإنتاج الغذائي وتقليص الفاقد من الغذاء، في مراحل الإنتاج والحفظ والتوزيع، وتحسين شروط تبادل المواد الغذائية بأسعار مناسبة. وإتاحة إمكانية الاكتفاء الذاتي من هذه المواد وتصدير الفائض منها.
أساس حفظ الأغذية
إن الأساس في حفظ الأغذية هو السيطرة على العوامل المختلفة لمنع فسادها وبغية المحافظة على جودتها وقيمتها الغذائية أطول مدة ممكنة خارج موسم الإنتاج أو على مدار العام. وتعتمد طرائق حفظ الأغذية على الأساسين المهمين الآتيين:
ـ القضاء على الأحياء الدقيقة الممرضة التي تشكل خطراً على صحة المستهلك.
ـ منع أو إبطاء النشاط الميكروبي وتفاعلات التحلل الإنزيمي المؤدية إلى فساد الغذاء وفقد قيمته الحيوية وخصائصه الحسية.
ويعتمد اختيار التقنية الملائمة للحفظ على نوع الغذاء وصفات جودتة وعلى مدى تأثيرها في القيمة الغذائية، ويمكن إيجاز تقنيات الحفظ كما يأتي:
ـ التحكم الجزئي أو الكلي بمسببات الهدم البيولوجي مثل الإنزيمات والكائنات الحية المجهرية وغيرها، وذلك بالمعاملات الحرارية المختلفة كالبسترة والتعقيم وبالتشعيع وغيرها.
ـ استقرار المادة ووقف النشاط الحيوي باستخدام طرائق التبريد والتجميد والتجفيد التي تؤدي إلى إبطاء سرعة التفاعلات الحيوية للأحياء الدقيقة.
ـ خفض النشاط المائي للمادة مما يسهم في تثبيط الأنشطة الحيوية الضرورية لنمو الأحياء الدقيقة وخاصة البكتريا، وذلك باستخدام طرائق التجفيف والتجفيد والتكثيف والتدخين وغيرها.
ـ المحافظة على المركبات الاستقلابية الطبيعية المتكونة بفعل الأحياء الدقيقة والتي تدخل في تركيب المادة الغذائية، وذلك بخفض رقم الحموضة pH كالتخمر اللبني مكوناً اللبن والشكروت وغيرها والتخمر الخلي مكوناً الخل أو لإنتاج الكحول في التخمر الكحولي.
ـ إزالة الأكسجين من المادة الغذائية لتجنب ظاهرة الأكسدة وخاصة أكسدة الدهون.
ـ استخدام الإضافات الكيمياوية لوحدها أو مع الطرائق الأخرى لحفظ المواد الغذائية.
طرائق حفظ الأغذية وشروطها
يشتمل حفظ الأغذية على الطرائق الآتية: التبريد[ر] - التجفيد[ر] - التجميد[ر] - التعليب[ر] - التغليف[ر] - التشعيع[ر] - التجفيف والحفظ بالمواد الحافظة و بثاني أكسيد الكبريت وبالتسخين بالموجات الدقيقة وبالضغط الميكانيكي.
1- طريقة التجفيف
يعتمد نشاط الأحياء الدقيقة في المواد الغذائية على النشاط المائي water activity الذي يتمثل بالنسبة بين ضغط بخار الماء في المادة الغذائية وضغط بخار الماء النقي في الدرجة نفسها من الحرارة وتراوح قيمتها بين صفر و واحد صحيح، وتكون نسبة الحد الأدنى للنشاط المائي اللازم لنمو البكتريا نحو 0.91 و للخمائر نحو 0.88 ويقل إلى نحو 0.8 في الفطريات. أما في الأغذية الطازجة فيقترب النشاط المائي فيها من الواحد الصحيح مما يؤدي إلى فسادها بسبب سرعة نمو الأحياء الدقيقة فيها.
وتهدف تقنية التجفيف إلى تخليص الغذاء من معظم ما يحتويه من ماء، مما يؤدي إلى خفض نشاطه المائي إلى نحو 0.6 أو أقل وتصير الشروط الجديدة غير ملائمة لنمو الأحياء الدقيقة وتحد من سرعة حدوث التفاعلات الكيمياوية والإنزيمية غير المرغوبة. وتعتمد الطرائق المختلفة للتجفيف على استخدام الحرارة للتخلص من معظم المحتوى المائي في المادة المراد تجفيفها، وعلى سبيل المثال تجفف الخضراوات بخفض نسبة الرطوبة فيها بنحو 4-6% وتجفف ثمار الفاكهة بخفض نسبة الرطوبة فيها بنحو 18-23% ويعود ذلك إلى احتوائها على نسبة أعلى من المواد السكرية المثبتة لجزء إضافي من الماء مما يؤدي إلى خفض نسبة الماء الحر المتاح للنشاط الجرثومي. وتجري عملية التجفيف إما طبيعياً باستعمال حرارة الشمس وإما صناعياً باستعمال مجففات خاصة للتحكم بدرجة حرارة التجفيف والرطوبة النسبية. ويعد الهواء الوسيلة العملية لنقل الحرارة إلى المواد الغذائية بسهولة تامة في المجففات الهوائية وبتكاليف منخفضة نسبياً.
آ - التجفيف الشمسي: عرف التجفيف الشمسي منذ أقدم العصور ويستخدم أساساً في تجفيف الأسماك وعدد كبير من ثمار الفاكهة كالمشمش والكمثرى والخوخ والتين والعنب إضافة إلى بعض الخضراوات. وتتوقف خطوات عملية التجفيف الشمسي على نوع المادة الغذائية المراد تجفيفها وعلى سبيل المثال تجفف ثمار بعض أنواع الفاكهة كالمشمش والخوخ والكمثرى باتباع الخطوات الآتية: فرز الثمار وتدريجها بحسب الحجم ودرجة النضج، الغسيل، التقطيع إلى أنصاف وإزالة البذور أو كأس الزهرة، رص أجزاء الثمار على أطباق التجفيف مع مراعاة جعل اتجاه مقاطعها نحو الأعلى، الكبرتة بتعريض الثمار لأبخرة غاز SO2 المتصاعد من فرن حرق الكبريت مدة معينة بحسب نوع الثمار وتركيبها ودرجة نضجها، ثم وضع أطباق الثمار على أرضية منشر التجفيف الشمسي مدة تكفي لخفض مقدار وزن الثمار بمقدار الثلثين ومن ثم توضع الأطباق فوق بعضها البعض لاستكمال التجفيف في الظل.
وتسهم عملية كبرتة الثمار في تفتيح ألوانها وفي المحافظة على محتوى الثمار من حمض الأسكوربيك (فيتامين C) وعلى طرد الحشرات وموت عدد كبير من الأحياء الدقيقة. وفي حال وجود قشرة تمنع تبخير الثمار بغاز SO2 كالخوخ توضع الثمار بعد غسلها في محلول قلوي ساخن لمدة نصف دقيقة تقريباً بهدف إحداث تشققات في القشرة توفر شروطاً أفضل لعملية الكبرتة. ومن أهم مساوئ طريقة التجفيف الشمسي هو الاحتياج إلى مساحات واسعة وعدم توافر الشروط الصحية بسبب تعرض المواد الغذائية إلى الحشرات والأتربة إلا أنها تكون أقل كلفة وتتميز بنقاء وصفاء لون الأغذية .
ب - التجفيف الصناعي: تجفف المواد الغذائية صناعياً في معامل متخصصة تحدد فيها الشروط المساعدة على التجفيف كالتحكم بدرجة الحرارة والرطوبة النسبية وغيرهما بما يتناسب ونوع المادة الغذائية بغية الحصول على منتجات عالية الجودة ومتجانسة بلونها وقيمتها إلا أن هذه الطريقة تعد مرتفعة الكلفة نسبياً بالمقارنة مع التجفيف الشمسي .
ومن أهم طرائق التجفيف الصناعي: التجفيف بالأنفاق tunnel drying، التجفيف بالرذاذ spray drying، والتجفيف بالأسطوانات الدوارة drum drying.
2 - حفظ الأغذية بالمواد الحافظة وبثاني أكسيد الكبريت
تُعّرف المواد الحافظة بأنها أي مادة كيمياوية تضاف إلى الغذاء بغرض حفظه أطول فترة ممكنة ولمنع فساده، وتصير هذه المادة المضافة جزءاً من المادة الغذائية ولا تكتسب الصفة الغذائيةباستثناء المواد المستعملة تقليدياً كمواد غذائية وحافظة كالخل وملح الطعام والإيثانول والزيوت الغذائية والسكريات. ومن أهم المواد الكيمياوية الحافظة للأغذية: الكلوريدات، نترات ونتريت الصوديوم والبوتاسيوم، غاز ثاني أكسيد الكربون، الماء الأوكسجيني، الحموض الدهنية المشبعة ومشتقاتها، حمض السوربيك وأملاحه، حمض البنزويك ومشتقاته،المضادات الحيوية، ثاني أكسيد الكبريت ومركبات الكبريتيت وغيرها.
ويعد ثاني أكسيد الكبريت من المركبات الأكثر استعمالاً في القضاء على الأحياء الدقيقة أو مضاداً للأكسدة، كما يعد أفضل موانع الاسمرار الإنزيمي.
يؤدي تفاعل غاز ثاني أكسيد الكبريت SO2 مع ماء المادة الغذائية إلى تكوين حمض الكبريتي H2SO3 وإطلاق شوارد الهدروجين الفعالة ضد الأحياء الدقيقة، ويؤدي هذا الحمض إلى منع إنتاش الأبواغ البكتيرية والحد من نموها، تثبيط المراحل الاستقلابية الخاصة بالسكريات، وإرجاع الجسور الكبريتية [S-S] في البروتينات الإنزيمية، إضافة إلى ارتباطه بالوظائف الألدهيدية للسكريات ومنع استعمالها كمصدر للطاقة. وتجدر الإشارة إلى أن هيئة المواصفات والمقاييس العالمية وعدداً من المنظمات الدولية المعنية بسلامة الغذاء تمنع استخدام غاز ثاني أكسيد الكبريت وأملاحه في حفظ اللحوم لأنه يعمل على تثبيت لون اللحم مما يؤدي إلى إخفاء مظاهر تحلله وفساده. كما يجب عدم استعمال المركبات الكبريتية في الأغذية الغنية بفيتامين B1 للمحافظة عليه فيها.
3- التجفيف باستخدام التسخين بالموجات الدقيقة microwaves
يعتمد المبدأ الأساسي لهذه الطريقة على قدرة المادة العضوية على امتصاص الموجات الدقيقة الكهرطيسية ورفع درجة حرارتها. إذ إن جزيئات ماء الغذاء تكون ثنائية القطبية تخضع للمجال الكهربائي الذي يتخلل الغذاء مؤدياً إلى تحريك جزيئات الماء بسرعة في الاتجاه المضاد لشحنة المجال المتولد، فكلما زادت سرعة حركة جزيئات الماء تولد منها طاقة تؤدي إلى رفع درجة حرارة الغذاء، وتتبخر جزيئات الماء الساخن مؤدية إلى تجفيف المادة الغذائية بوجود تيار من الهواء داخل الجهاز. وتستخدم الموجات الدقيقة أيضاً في كثير من تقنيات حفظ الأغذية كالبسترة والتعقيم وتثبيط النشاط الإنزيمي وغيرها.
4- الحفظ بتطبيق الضغط الميكانيكي
طريقة فيزيائية تهدف إلى تطبيق ضغط ميكانيكي على المادة الغذائية للقضاء على الأحياء الدقيقة وتثبيط النشاط الإنزيمي. ويعبر عن الضغط بالأرطال على البوصة المربعة ويرمز له بالرمز [PSI]. ويعادل الضغط الجوي الواحد 14.7 رطلاً على البوصة المربعة. وتجدر الإشارة إلى أن الخفض المفاجئ للضغوط العالية يزيد من فعالية هذه الطريقة في الحد من نشاط الأحياء الدقيقة. وقد تبين أن الغاز المضغوط يعطي نتائج متميزة في حفظ المواد الغذائية السائلة. وعلى سبيل المثال يمكن حفظ الحليب في الدرجة 8 ْم لمدة تزيد على أربعة أسابيع في جــو من الأكسجين المضغوط (8 ضغط جوي أو أكثر). كما استخدم غاز ثاني أكسيد الكربون CO2 المضغوط لحفظ عصير العنب في الدرجة 15 ْم في أثناء مراحل التصنيع. وتجدر الإشارة أيضاً إلى أن المشروبات الغازية تبقى محفوظة على نحو جيد لاحتوائها على غاز ثاني أكسيد الكربون المضغوط.
حفظ اغذيه
Food conservation - Conservation des aliments
حفظ الأغذية
يقصد بحفظ الأغذية food conservation تحويل الفائض من المحاصيل الغذائية الطازجة السريعة العطب إلى منتجات غذائية أكثر مقاومة لعوامل الفساد المختلفة، يمكن توفيرها للمستهلك على مدار العام.
لمحة تاريخية
يحصل الإنسان على غذائه من مصادر نباتية كالمحاصيل الحقلية وثمار الفاكهة والخضراوات، ومن مصادر حيوانية كاللحوم والأسماك ومنتجاتها وغيرها. وتتعرض هذه المواد الغذائية المتنوعة إلى عوامل مختلفة تؤدي إلى فسادها وعدم صلاحيتها للاستهلاك البشري. وتأخذ مظاهر الفساد أشكالاً متنوعة، فبعضها يكون مصحوباً بإنتاج مواد سامة وبعضها الآخر يسبب انخفاضاً ملحوظاً في الصفات الحسية والغذائية مما ينعكس سلباً على القيمة الاقتصادية للمواد الغذائية.
عمد الإنسان منذ القدم وعبر حضارات إنسانية متنوعة إلى محاكاة الطبيعة في حفظ المواد الغذائية بغية منع فسادها. فقد وجدت الحبوب المجففة في قبور الفراعنة وفي أماكن أثرية مختلفة تعود إلى حضارات متنوعة. كما عرف الإنسان أهمية ملح الطعام والسكر في حفظ الكثير من الخضار وثمار الفاكهة واستخدم حرارة الشمس في تجفيف ثمار الفاكهة وبعض الخضراوات في دول حوض البحر المتوسط في العصور اليونانية والرومانية والإسلامية.
الأهمية الاقتصادية والقيمة الغذائية للمواد الغذائية المحفوظة
تكمن الأهمية الاقتصادية للمواد الغذائية المحفوظة في توسيع طاقات الإنتاج الغذائي وتقليص الفاقد من الغذاء، في مراحل الإنتاج والحفظ والتوزيع، وتحسين شروط تبادل المواد الغذائية بأسعار مناسبة. وإتاحة إمكانية الاكتفاء الذاتي من هذه المواد وتصدير الفائض منها.
أساس حفظ الأغذية
إن الأساس في حفظ الأغذية هو السيطرة على العوامل المختلفة لمنع فسادها وبغية المحافظة على جودتها وقيمتها الغذائية أطول مدة ممكنة خارج موسم الإنتاج أو على مدار العام. وتعتمد طرائق حفظ الأغذية على الأساسين المهمين الآتيين:
ـ القضاء على الأحياء الدقيقة الممرضة التي تشكل خطراً على صحة المستهلك.
ـ منع أو إبطاء النشاط الميكروبي وتفاعلات التحلل الإنزيمي المؤدية إلى فساد الغذاء وفقد قيمته الحيوية وخصائصه الحسية.
ويعتمد اختيار التقنية الملائمة للحفظ على نوع الغذاء وصفات جودتة وعلى مدى تأثيرها في القيمة الغذائية، ويمكن إيجاز تقنيات الحفظ كما يأتي:
ـ التحكم الجزئي أو الكلي بمسببات الهدم البيولوجي مثل الإنزيمات والكائنات الحية المجهرية وغيرها، وذلك بالمعاملات الحرارية المختلفة كالبسترة والتعقيم وبالتشعيع وغيرها.
ـ استقرار المادة ووقف النشاط الحيوي باستخدام طرائق التبريد والتجميد والتجفيد التي تؤدي إلى إبطاء سرعة التفاعلات الحيوية للأحياء الدقيقة.
ـ خفض النشاط المائي للمادة مما يسهم في تثبيط الأنشطة الحيوية الضرورية لنمو الأحياء الدقيقة وخاصة البكتريا، وذلك باستخدام طرائق التجفيف والتجفيد والتكثيف والتدخين وغيرها.
ـ المحافظة على المركبات الاستقلابية الطبيعية المتكونة بفعل الأحياء الدقيقة والتي تدخل في تركيب المادة الغذائية، وذلك بخفض رقم الحموضة pH كالتخمر اللبني مكوناً اللبن والشكروت وغيرها والتخمر الخلي مكوناً الخل أو لإنتاج الكحول في التخمر الكحولي.
ـ إزالة الأكسجين من المادة الغذائية لتجنب ظاهرة الأكسدة وخاصة أكسدة الدهون.
ـ استخدام الإضافات الكيمياوية لوحدها أو مع الطرائق الأخرى لحفظ المواد الغذائية.
طرائق حفظ الأغذية وشروطها
يشتمل حفظ الأغذية على الطرائق الآتية: التبريد[ر] - التجفيد[ر] - التجميد[ر] - التعليب[ر] - التغليف[ر] - التشعيع[ر] - التجفيف والحفظ بالمواد الحافظة و بثاني أكسيد الكبريت وبالتسخين بالموجات الدقيقة وبالضغط الميكانيكي.
1- طريقة التجفيف
يعتمد نشاط الأحياء الدقيقة في المواد الغذائية على النشاط المائي water activity الذي يتمثل بالنسبة بين ضغط بخار الماء في المادة الغذائية وضغط بخار الماء النقي في الدرجة نفسها من الحرارة وتراوح قيمتها بين صفر و واحد صحيح، وتكون نسبة الحد الأدنى للنشاط المائي اللازم لنمو البكتريا نحو 0.91 و للخمائر نحو 0.88 ويقل إلى نحو 0.8 في الفطريات. أما في الأغذية الطازجة فيقترب النشاط المائي فيها من الواحد الصحيح مما يؤدي إلى فسادها بسبب سرعة نمو الأحياء الدقيقة فيها.
وتهدف تقنية التجفيف إلى تخليص الغذاء من معظم ما يحتويه من ماء، مما يؤدي إلى خفض نشاطه المائي إلى نحو 0.6 أو أقل وتصير الشروط الجديدة غير ملائمة لنمو الأحياء الدقيقة وتحد من سرعة حدوث التفاعلات الكيمياوية والإنزيمية غير المرغوبة. وتعتمد الطرائق المختلفة للتجفيف على استخدام الحرارة للتخلص من معظم المحتوى المائي في المادة المراد تجفيفها، وعلى سبيل المثال تجفف الخضراوات بخفض نسبة الرطوبة فيها بنحو 4-6% وتجفف ثمار الفاكهة بخفض نسبة الرطوبة فيها بنحو 18-23% ويعود ذلك إلى احتوائها على نسبة أعلى من المواد السكرية المثبتة لجزء إضافي من الماء مما يؤدي إلى خفض نسبة الماء الحر المتاح للنشاط الجرثومي. وتجري عملية التجفيف إما طبيعياً باستعمال حرارة الشمس وإما صناعياً باستعمال مجففات خاصة للتحكم بدرجة حرارة التجفيف والرطوبة النسبية. ويعد الهواء الوسيلة العملية لنقل الحرارة إلى المواد الغذائية بسهولة تامة في المجففات الهوائية وبتكاليف منخفضة نسبياً.
آ - التجفيف الشمسي: عرف التجفيف الشمسي منذ أقدم العصور ويستخدم أساساً في تجفيف الأسماك وعدد كبير من ثمار الفاكهة كالمشمش والكمثرى والخوخ والتين والعنب إضافة إلى بعض الخضراوات. وتتوقف خطوات عملية التجفيف الشمسي على نوع المادة الغذائية المراد تجفيفها وعلى سبيل المثال تجفف ثمار بعض أنواع الفاكهة كالمشمش والخوخ والكمثرى باتباع الخطوات الآتية: فرز الثمار وتدريجها بحسب الحجم ودرجة النضج، الغسيل، التقطيع إلى أنصاف وإزالة البذور أو كأس الزهرة، رص أجزاء الثمار على أطباق التجفيف مع مراعاة جعل اتجاه مقاطعها نحو الأعلى، الكبرتة بتعريض الثمار لأبخرة غاز SO2 المتصاعد من فرن حرق الكبريت مدة معينة بحسب نوع الثمار وتركيبها ودرجة نضجها، ثم وضع أطباق الثمار على أرضية منشر التجفيف الشمسي مدة تكفي لخفض مقدار وزن الثمار بمقدار الثلثين ومن ثم توضع الأطباق فوق بعضها البعض لاستكمال التجفيف في الظل.
وتسهم عملية كبرتة الثمار في تفتيح ألوانها وفي المحافظة على محتوى الثمار من حمض الأسكوربيك (فيتامين C) وعلى طرد الحشرات وموت عدد كبير من الأحياء الدقيقة. وفي حال وجود قشرة تمنع تبخير الثمار بغاز SO2 كالخوخ توضع الثمار بعد غسلها في محلول قلوي ساخن لمدة نصف دقيقة تقريباً بهدف إحداث تشققات في القشرة توفر شروطاً أفضل لعملية الكبرتة. ومن أهم مساوئ طريقة التجفيف الشمسي هو الاحتياج إلى مساحات واسعة وعدم توافر الشروط الصحية بسبب تعرض المواد الغذائية إلى الحشرات والأتربة إلا أنها تكون أقل كلفة وتتميز بنقاء وصفاء لون الأغذية .
ب - التجفيف الصناعي: تجفف المواد الغذائية صناعياً في معامل متخصصة تحدد فيها الشروط المساعدة على التجفيف كالتحكم بدرجة الحرارة والرطوبة النسبية وغيرهما بما يتناسب ونوع المادة الغذائية بغية الحصول على منتجات عالية الجودة ومتجانسة بلونها وقيمتها إلا أن هذه الطريقة تعد مرتفعة الكلفة نسبياً بالمقارنة مع التجفيف الشمسي .
ومن أهم طرائق التجفيف الصناعي: التجفيف بالأنفاق tunnel drying، التجفيف بالرذاذ spray drying، والتجفيف بالأسطوانات الدوارة drum drying.
2 - حفظ الأغذية بالمواد الحافظة وبثاني أكسيد الكبريت
تُعّرف المواد الحافظة بأنها أي مادة كيمياوية تضاف إلى الغذاء بغرض حفظه أطول فترة ممكنة ولمنع فساده، وتصير هذه المادة المضافة جزءاً من المادة الغذائية ولا تكتسب الصفة الغذائيةباستثناء المواد المستعملة تقليدياً كمواد غذائية وحافظة كالخل وملح الطعام والإيثانول والزيوت الغذائية والسكريات. ومن أهم المواد الكيمياوية الحافظة للأغذية: الكلوريدات، نترات ونتريت الصوديوم والبوتاسيوم، غاز ثاني أكسيد الكربون، الماء الأوكسجيني، الحموض الدهنية المشبعة ومشتقاتها، حمض السوربيك وأملاحه، حمض البنزويك ومشتقاته،المضادات الحيوية، ثاني أكسيد الكبريت ومركبات الكبريتيت وغيرها.
ويعد ثاني أكسيد الكبريت من المركبات الأكثر استعمالاً في القضاء على الأحياء الدقيقة أو مضاداً للأكسدة، كما يعد أفضل موانع الاسمرار الإنزيمي.
يؤدي تفاعل غاز ثاني أكسيد الكبريت SO2 مع ماء المادة الغذائية إلى تكوين حمض الكبريتي H2SO3 وإطلاق شوارد الهدروجين الفعالة ضد الأحياء الدقيقة، ويؤدي هذا الحمض إلى منع إنتاش الأبواغ البكتيرية والحد من نموها، تثبيط المراحل الاستقلابية الخاصة بالسكريات، وإرجاع الجسور الكبريتية [S-S] في البروتينات الإنزيمية، إضافة إلى ارتباطه بالوظائف الألدهيدية للسكريات ومنع استعمالها كمصدر للطاقة. وتجدر الإشارة إلى أن هيئة المواصفات والمقاييس العالمية وعدداً من المنظمات الدولية المعنية بسلامة الغذاء تمنع استخدام غاز ثاني أكسيد الكبريت وأملاحه في حفظ اللحوم لأنه يعمل على تثبيت لون اللحم مما يؤدي إلى إخفاء مظاهر تحلله وفساده. كما يجب عدم استعمال المركبات الكبريتية في الأغذية الغنية بفيتامين B1 للمحافظة عليه فيها.
3- التجفيف باستخدام التسخين بالموجات الدقيقة microwaves
يعتمد المبدأ الأساسي لهذه الطريقة على قدرة المادة العضوية على امتصاص الموجات الدقيقة الكهرطيسية ورفع درجة حرارتها. إذ إن جزيئات ماء الغذاء تكون ثنائية القطبية تخضع للمجال الكهربائي الذي يتخلل الغذاء مؤدياً إلى تحريك جزيئات الماء بسرعة في الاتجاه المضاد لشحنة المجال المتولد، فكلما زادت سرعة حركة جزيئات الماء تولد منها طاقة تؤدي إلى رفع درجة حرارة الغذاء، وتتبخر جزيئات الماء الساخن مؤدية إلى تجفيف المادة الغذائية بوجود تيار من الهواء داخل الجهاز. وتستخدم الموجات الدقيقة أيضاً في كثير من تقنيات حفظ الأغذية كالبسترة والتعقيم وتثبيط النشاط الإنزيمي وغيرها.
4- الحفظ بتطبيق الضغط الميكانيكي
طريقة فيزيائية تهدف إلى تطبيق ضغط ميكانيكي على المادة الغذائية للقضاء على الأحياء الدقيقة وتثبيط النشاط الإنزيمي. ويعبر عن الضغط بالأرطال على البوصة المربعة ويرمز له بالرمز [PSI]. ويعادل الضغط الجوي الواحد 14.7 رطلاً على البوصة المربعة. وتجدر الإشارة إلى أن الخفض المفاجئ للضغوط العالية يزيد من فعالية هذه الطريقة في الحد من نشاط الأحياء الدقيقة. وقد تبين أن الغاز المضغوط يعطي نتائج متميزة في حفظ المواد الغذائية السائلة. وعلى سبيل المثال يمكن حفظ الحليب في الدرجة 8 ْم لمدة تزيد على أربعة أسابيع في جــو من الأكسجين المضغوط (8 ضغط جوي أو أكثر). كما استخدم غاز ثاني أكسيد الكربون CO2 المضغوط لحفظ عصير العنب في الدرجة 15 ْم في أثناء مراحل التصنيع. وتجدر الإشارة أيضاً إلى أن المشروبات الغازية تبقى محفوظة على نحو جيد لاحتوائها على غاز ثاني أكسيد الكربون المضغوط.
محمد محمد