مطالب خواندنی صنایع غذایی

خشک کردن به عنوان یکی از روشهای نگهداری مواد غذایی

بازدیدها: ۱۶۶

فرآیند خشک کردن:
به طور کلی برای شناخت و یا طراحی هر فرآیند خشک کردن صرف نظر از نوع سیستم خشک‌کن بدیهی است به سه مشخصه اصلی تکیه شود:
۱ـ مشخصات و ویژگی‌ ماده اولیه که هدف خشک کردن آنهاست.
۲ـ مشخصات و ویژگی‌های محصول نهایی.
۳ـ مشخصات و ویژگی‌های محیط حرارت دهنده.
مهمترین انواع محیط حرارت دهنده که در سیستم‌های خشک کن مختلف به کار گرفته می‌شوند، عبارتند از:
۱ـ انرژی تابشی: که در شیوه‌های خشک‌کن‌های سنتی و خشک‌کن‌های خورشیدی کاربرد دارد.
۲ـ انرژی الکتریکی: که در اشل صنعتی معمولاً به صرفه نیست. ولی در آون‌های آزمایشگاه از آن استفاده می‌شود.
۳ـ هوای گرم و مرطوب: که بیشترین نوع محیط حرارت دهنده در خشک‌کن‌های غذایی است. شناخت مشخصات این هوا در نموداری تحت عنوان نمودار سایکرومتری انجام می‌شود. در این نمودار مشخصه‌های مختلف از هوای گرم و مرطوب به گونه‌ای درج شده که با داشتن هر ۳ مشخصه از هوا و در اختیار داشتن مقدار بتوان سایر مشخصات را تعیین نمود.
مشخصات هوای گرم و مرطوب به این ترتیب طبقه‌بندی می‌شوند:
الف: مشخصاتی که به رطوبت هوا مربوطند عبارتند از:
۱ـ فشار بخار آب Pv
۲ـ رطوبت نسبی Rh
۳ـ رطوبت مطلق W
ب: مشخصاتی که به درجه حرارت هوای گرم  و مرطوب مربوط می‌شوند.
۱ـ درجه حرارت خشک هوا (Tdp)
۲ـ درجه حرارت مرطوب هوا (Twb)
۳ـ نقطه شبنم (Tdp)
ج: دو مشخصه باقیمانده خصوصیات ترمودینامیکی هواست.
۱ـ حجم مخصوص
۲ـ آنتالپی یا انرژی حرارتی هوای گرم و مرطوب.
فشار بخار آب (Pv): برای هر هوای مرطوب می‌توان فشار بخار آب را همراه با تعداد مولکول‌های هوای خشک در نظر گرفت که هر یک به طور مستقل فشاری را بوجود می‌آورند که مجموعه این فشارها، فشار کل هوای مرطوب را تشکیل می‌دهد. به عبارت دیگر مولکول‌های کل موجود در هوای مرطوب، فشار بخار آب معادل Pv را در کل حرارت تولید می‌کند. مولکول‌های هوای خشک موجود در هوای مرطوب نیز فشار هوای خشک (Pa) را بوجود می‌آورنده که مجموع:
را تولید می‌کند. بنابراین فشار بخار آب به طور مستقیم به تعداد مولکول‌های موجود به هوا مرتبط است و هر چقدر این تعداد افزایش یابد فشار بخار آب بیشتر می‌شود. تا حدی که در یک درجه حرارت ثابت هوا قادر به پذیرش مولکول‌های بیشتری نباشد. در این شرایط هوا به شرایط اشباع خود رسیده است و تعداد مولکول‌های بخار آب موجود در هوا معرف فشار بخار اشباع آن در آن درجه حرارت خواهند بود که آنرا با علامت Pvs نمایش داده و s علامت اشباع یا Saturation است.
مقدار Pvs در هر هوا بستگی به درجه حرارت آن دارد بطوریکه هر چقدر دمای هوا افزایش یابد، عملاً ظرفیت پذیرش مولکول‌های بخار آب برای آن هوا بیشتر می‌شود و بنابراین فشار بخار اشباع افزایش می‌یابد
 برای سهولت این کار از این رابطه ریاضی و بررسی ساده‌تر چگونگی تاثیر تغییرات دما بر روی فشار بخار اشباع هوا نتایج حاصل از این رابطه ریاضی را در جدولی به نام جدول فشار بخار اشباع وارد می‌کنند. بترتیبی که برای هر مقدار درجه حرارت، مقدار فشار بخار اشباع هوا از طریق این جدول بررسی می‌شود. جدول فشار بخار اشباع در واقع جدولی است که در آن به ازای هر هوا با درجه حرارت و دمای مشخص مقدار فشار بخار اشباع برای آن هوا مشخص می‌شود و در واقع نتیجه‌ای است از حل کردن رابطه Pvs که به صورت استاندارد در اختیار گذاشته شده است.
 کلیه مشخصات هوای گرم و مرطوب را بدست می‌دهد.  اگر هوای مرطوبی با دما و فشار بخار آب مشخص داشته باشیم بعنوان نمونه دمای  و فشار بخار mmHg 17 با مراجعه به جدول می‌توان شرایط این هوا را از نقطه نظر اشباع بودن بررسی نمود. نمونه هوای مورد نظر با توجه به جدول فشار بخار اشباع، هوای اشباعی محسوب نمی‌شود و حدود ۷۰ درصد با شرایط اشباع خود فاصله دارد. از همین جا مفهوم رطوبت نسبی هوا نتیجه گرفته می‌شود که عبارتست از:

نسبت فشار بخار آب موجود در هوا

فشار بخار اشباع آن در درجه حرارت ثابت

بنابراین نمونه، حرارت مورد نظر رطوبت نسبی معادل ۳۱ درصد خواهد بود که با شرایط اشباع شدن خود یا رطوبت نسبی صد در صد، حدود ۷۰ درصد فاصله دارد. اگر این هوای غیر اشباع را با ثابت نگه داشتن میزان فشار بخار آب آن یا میزان رطوبت موجود در آن سرد کنیم هوا به شرایط اشباع خود نزدیک خواهد شد. به گونه‌ای که باتوجه به جدول فشار بخار اشباع نهایتاً در درجه حرارت حدود بیست درجه سانتی‌گراد به شرایط اشباع خود خواهد رسید. این درجه حرارت اشباع جدید که درجه حرارت اشباع شدن هوا می‌باشد به نام نقطه شبنم (Tdp) خوانده می‌شود و اگر هوا را در این دما نیز سردتر کنیم طبیعی است به دلیل کاهش بیشتر ظرفیت پذیرش بخار آب در این هوا بخشی از مولکول‌های بخار آب موجود در آن از فاز هوا یا فاز گازی به صورت قظرات مایع جدا می‌شود و سیستم یک پارچه هوای مرطوب به صورت دو فازی تبدیل می‌گردد.
نکته مهم در اندازه‌گیری و مفهوم نقطه شبنم ثابت ماندن فشار بخار آب در طی سردکردن هوا می‌باشد. با توجه به این مفهوم دریافتیم که در طی سردکردن عملاً هوا به شرایط اشباع خود نزدیک‌ شده و در نتیجه رطوبت نسبی آن افزایش می‌یابد. درحالیکه اگر هوا را با ثابت نگه داشتن فشار بخار آب گرم کنیم، میزان رطوبت نسبی آن کاهش می‌یابد چون در نتیجه گرم کردن ظرفیت پذیرش رطوبت برای هوا افزایش می‌یابد یا به عبارتی فشار بخار آب اشباع آن زیاد می‌شود در حالیکه فشار بخار موجود در هوا ثابت نگه داشته شده است. بنابراین با توجه به رطوبت نسبی و بزرگ شدن مخرج کسر می‌توان نتیجه گرفت رطوبت نسبی هوا با افزایش دما کاهش می‌یابد.
درجه حرارت خشک و مرطوب هوا: برای درک بهتر مفهوم این دو فاکتور بهتر است به سیستم اندازه‌گیری این دو فاکتور توجه شود. این عمل داخل یک کانال کاملاً ایزوله از محیط اطراف انجام می‌گیرد که در داخل این کانال در ابتدای مسیر یک ترمومتر معمولی قرارداده شده و در ادامه کانال ترمومتر دیگری تعبیه شده که اطراف حباب آن توسط یک پارچه کاملاً مرطوب شده و اشباع از رطوبت احاطه گردیده است. هوای مورد نظر با سرعت مشخصی به داخل کانال دمیده می‌شود. هنگامیکه این هوا در مجاورت ترمومتر اول قرار می‌گیرد پس از برقراری شرایط تعادلی دمایی را که این ترمومتر نشان می‌دهد به نام درجه حرارت خشک هوا یا درجه حرارت حباب خشک یا درجه حرارتی که توسط ترمومتری با حباب خشک اندازه‌گیری می‌شود می‌خوانند. هوای مورد نظر در ادامه مسیر خود به ترمومتر دوم با حباب مرطوب می‌رسد. بدیهی است رطوبت موجود در پارچه تمایل به تبخیر شدن به درون هوا را دارد و برای این تبخیر یا انتقال جرم نیاز به انرژی حرارتی موجود دارد. باتوجه به ایزوله بودن سیستم این انرژی حرارتی تنها بوسیله اجزای سیستم یعنی ترمومتر و هوا قابل تأمین شدن است. به دلیل آنکه ترمومتر بخشی از انرژی حرارتی خود را در اختیار می‌گذارد بتدریج با تبخیر رطوبت دمایی را که نشان می‌دهد کاهش می‌یابد و این کار آنقدر ادامه می‌یابد تا تبخیر رطوبت از پارچه به درون جریان هوا به شرایط تعادلی خود برسد. یعنی تعداد مولکول‌های تبخیر شده از پارچه در واحد زمان با تعداد مولکول‌هایی که از هوا به درون پارچه در واحد زمان وارد می‌شود یکسان می‌باشد. توجه به این نکته حائز اهمیت است که میزان رطوبت پارچه و هوا یکسان نخواهد شد بلکه صرفاً شرایط تعادلی برقرار می‌شود. در این شرایط ترمومتر دوم  دمای ثابتی را نشان خواهد داد که این دمای ثابت به نام درجه حرارت حباب مرطوب با به اختصار درجه حرارت مرطوب هوا خوانده می‌شود. با توجه به توضیحات درجه حرارت مرطوب هوا همواره از درجه حرارت خشک آن کمتر خواهد بود و تنها در شرایطی که هوای مورد نظر هوای اشباعی باشد به دلیل آنکه تبخیر رطوبتی نداریم، افت دمایی نیز نخواهیم داشت و این دو فاکتور با هم مساوی خواهد شد.
حجم مخصوص هوا: این فاکتور عبارتست از حجم هوای مرطوب به وزن ‌هوای خشک که باتوجه به رابطه آن بر مبنای مترمکعب بر کیلوگرم می‌باشد. این فاکتور یکی از فاکتورهای مهمی است که همراه با دبی حجمی هوا کاربرد وسیعی دارد. بدین مفهوم که فاکتور وزن هوای خشک در مخرج کسر در طول عملیات خشک کردن همواره ثابت است. در حالیکه رطوبت، درجه حرارت و سایر فاکتورهای هوا در حال تغییر می‌باشد. به همین دلیل جهت سهولت انجام محاسبات معمولاً فاکتورهای ترمودینامیکی هوا را بر مبنای وزن هوای خشک که عددی ثابت است، می‌سنجند. گفته شد این فاکتور کنار دبی هوا اهمیت زیادی دارد. چون معمولاً برای دمیدن هوا و تأمین هوای مورد نظر در سیستم‌های خشک کن از یک یا چند پنکه با ویژگی‌های معین استفاده می‌شود. باتوجه به ویژگی‌های پنکه، دبی حجمی هوا یا مقدار حجم هوا که در واحد زمان به داخل خشک کن دمیده می‌شود معلوم می‌گردد. این فاکتور را به اختصار GFM نشان می‌دهند.
حاصلضرب دبی حجمی هوا برعکس مقدار حجم مخصوص آن، مقدار وزن هوای خشک را در واحد زمان بدست می‌دهد. یعنی دبی وزنی هوای خشک را معلوم می‌سازد.
آنتالپی: یکی دیگر از ویژگی‌های ترمودینامیکی هوای مرطوب است و عبارتست از محتوای انرژی حرارتی هوا که طبیعتاً مجموع آنتالپی هوای خشک و آنتالپی مولکول‌های بخار آب موجود در هوای مرطوب را در بر می‌گیرد. این فاکتور از نسبت انرژی حرارتی به وزن هوای خشک محاسبه می‌شود و بر مبنای  هوای خشک و یا در سیستم انگلیسی  هوای خشک سنجیده می‌شود.
سیستم‌های خشک‌کن: این طبقه‌بندی بر مبنای حالت فیزیکی ماده غذایی و نوع محیط حرارت دهنده انجام می‌گیرد. هنگامی که مواد غذایی به صورت مایع یا سوسپانسیون غلیظ باشد از گروه خاصی از سیستم‌های خشک‌کن استفاده می‌شود که بیشترین آنها خشک‌کن‌های غلطکی drawn drier یا خشک‌کن‌های پاششی spray drier نظیر خشک‌کردن شیر، آب میوه‌جات و خمیرهای نشاسته‌ای نظیر سیب‌زمینی.
اما اگر ماده غذایی به صورت جامد باشد از انواع دیگر جامدات کمک گرفته می‌شود. نظیر خشک‌کن‌های تونلی ـ نقاله‌ای و نظایر آنها. براساس محیط حرارت دهنده طبقه‌بندی دیگری برای خشک‌کن‌ها انجام می‌گیرد. بطوری که اگر از هوای گرم بعنوان انتقال حرارت دهنده استفاده شود، ازآنجا که جابه‌جایی هوا باعث خشک کردن می گردد، بنابراین انتقال حرارت از نوع انتقال حرارت جابه‌جایی یا کنوکسیونی می‌باشد و این خشک‌کن‌ها را Convection drier می‌گویند. در صورتیکه از یک سطح داغ کمک گرفته شود انتقال حرارت از نوع هدایتی است و خشک‌کن‌ها را به نام خشک‌کن‌های هدایتی یا Conduction می‌گویند که نمونه بارز این خشک‌کن‌ها خشک‌کن‌های غلطکی می‌باشند.
بنابراین اگر از انرژی تابشی استفاده شود خشک‌کن را تشعشعی و یا Radiation drier می‌گویند.
مهم‌ترین و بیشترین انواع خشک‌کن‌ در گروه اول و دوم طبقه‌بندی می‌شوند.
مهم‌ترین انواع خشک کن‌های کنوکسیونی:
۱ـ خشک‌کن‌های سیلویی.
۲ـ خشک‌کن‌های کوره‌ای تا اتاقکی.
۳ـ خشک‌کن‌های سینی‌دار.
۴ـ خشک‌کن‌های تونلی.
۵ـ خشک‌کن‌های نقاله‌ای.
۶ـ خشک‌کن‌های با بستر شناور.
۷ـ خشک‌کن‌های پاششی.
این خشک‌کن‌ها بترتیبی که نام برده شد، بتدریج پیشرفت می‌کنند و عملاً هر یک برای جبران برخی نواقص خشک‌کن قبل ابداع شده‌اند. این موارد تقریباً بتدریج رشد کرده‌اند. اما این موضوع دلیل بر این نمی‌شد که کاربرد خشک‌کن‌های اولیه محدود گردد. چون در انتخاب سیستم‌های خشک‌کن علاوه بر کارآیی، مسئله مقرون به صرفه بودن و صرفه هزینه کمتر بسیار حائز اهمیت است. بنابراین در بسیاری موارد متخصصین سعی دارند در هر سیستم خشک‌کن، طرح‌های ویژه‌ای انجام دهند تا نواقص را تا حد ممکن در آن سیستم خشک‌کن برطرف نمایند. بنابراین هر سیستم بطور مستقل می‌بایستی مورد بررسی قرار گیرد و کاربردهای ویژه آن حتی در صنعت پیشرفته امروز مشخص گردد.
۱ـ خشک‌کن‌های سیلویی: این نوع خشک‌کن‌ها بیشتر برای مواد غذایی که درصد رطوبتشان در حد پایینی قرار دارد (۲۰-۱۰ درصد) یعنی برای گروه غلات و حبوبات به طور مشخص مورد استفاده قرار می‌گیرد. در عین حال سایر مواد غذایی که وجود دارند از انواع دیگری از خشک‌کن‌ها که تا این حد رطوبت دارند استفاده می‌شود. مطابق شکل خشک‌کن‌های سیلویی از یک ساختمان پایداری تشکیل شده است. هوا از کانال پایین توسط پنکه‌ای دمیده می‌شود.
 این هوا از نظر دما و رطوبت نسبی آن کنترل شده است. هوا از طریق منافذ صفحه مشبک به درون بستر دانه غله که با ارتفاع قابل توجهی بر روی صفحه مشبک انبار شده راه می‌یابد. از میان خلل و فرج این بستر کانال‌هایی را برای خود ایجاد کرده و به سمت بالا حرکت می‌کند. در طی حرکت خود با دانه‌های غله تبادل حرارت و رطوبت نموده تا نهایتاً از سمت دیگر بستر خارج شده و توسط پنکه‌ای که در قسمت بالا تعبیه شده به بیرون مکیده می‌شود. درصد رطوبت نهایی محصول در چنین سیستمی در حدود ۶ درصد بوده و مدت زمان عملیات در حدود ۱ تا ۳ روز به طور متوسط تنظیم می‌گردد. فاکتور زمان خشک‌کردن در این عملیات بر کیفیت محصول نهایی تأثیر بسزایی دارد. اگر به مکانیزم خشک کردن در این سیستم دقیق‌تر توجه کنیم، در می‌یابیم که همواره در هر مقطع زمانی از این عملیات لایه‌ای با عمق مشخص از بستر دانه غله در حال خشک شدن می‌باشد که آن را اصطلاحاً drying zone می‌گویند. به طوری که در آغاز عملیات دانه‌های غله‌ایی که با ارتفاع مشخص بر روی صفحه مشبک قرار گرفته‌اند این drying zone را می‌سازند و بتدریج لایه‌های بالاتر دانه‌های غله در این ناحیه واحد قرار می‌گیرند تا نهایتاً کل بستر دانه غله به این طریق خشک شود. بعنوان مثال در یک مقطع زمانی مشخص مطابق شکل لایه در حال خشک شدن در یک ارتفاع معلومی از صفحه مشبک قرار می‌گیرد. به این ترتیب دانه‌های غله‌ای که در زیر این لایه قرار گرفته‌اند تا رسیدن به این رطوبت نهایی خشک شده و با هوای ورودی به تعادل رسیده‌اند. بنابراین در ناحیه ۱ دانه‌های غله شرایطی مطابق M2 درصد رطوبت (رطوبت نهایی) و T۱ درجه دما خواهند داشت. درحالیکه در ناحیه ۲ یعنی دانه های غله‌ای که بالای ناحیه خشک شدن واقع شده‌اند هنوز عملیات خشک شدن انجام نشده بنابراین، این دانه‌ها در رطوبت اولیه خود M۱ درصد قرار دارند و با هوایی در تماسند که از لایه درحال خشک شدن پس از تبادل حرارتی و رطوبتی خارج می‌شوند. یعنی با هوای دمای نسبتاً پایین‌تر تماس دارند. به این ترتیب دانه‌های غله‌ای که در ناحیه ۲ واقع‌اند شرایط مساعدی برای فساد میکروبی از نوع کپک‌زدگی خواهند داشت و اگر مدت زمان نگهداری دانه غله در این شرایط از حد معینی تجاوز کند احتمال کپک‌زدگی به طور قطع وجود خواهد داشت. این حد معین را به طور استاندارد تعیین می‌کنند و آن را توسط فاکتوری به نام زمان مجاز نگهداری می‌سنجند. در ناحیه ۱ همانطوری که گفته شد دانه غله با هوای ورودی به حال تعادل می‌رسد و برای هر محصول غذایی این شرایط تعادلی مورد بررسی قرار می‌گیرد و براساس آن منحنی‌هایی به نام منحنی‌های رطوبت تعادلی یا EMC ترسیم می‌گردد. در این منحنی‌ها که به صورت S شکل می‌باشند محور عمودی مربوط به درصد رطوبت تعادلی محصول غذایی و محور افقی مربوط به میزان رطوبت نسبی هوا است که آن را خشک می‌کند. هر منحنی برای یک دما ترسیم می‌شود. به گونه‌ای که به سمت منحنی‌های بالاتر دما کاهش می‌یابد. در عین حال برای هر هوا با دما و رطوبت نسبی مشخص از طریق این منحنی‌های استاندارد می‌توان میزان رطوبت نهایی یا تعادلی محصولات غذایی را تعیین نمود. همچنین از روی این منحنی‌ها می‌توان حداکثر رطوبت نسبی هوای ورودی را نیز تعیین نمود. بدین ترتیب که با توجه به معلوم بودن درصد رطوبت محصول مورد نظر پس از اتمام عملیات خشک کردن و مشخص بودن درجه حرارت هوای ورودی  و در دست داشتن این منحنی‌ها مقداری برای رطوبت نسبی هوا تعیین می‌شود که همان حداکثر مجاز رطوبت نسبی هوای ورودی خواهد بود. چون اگر رطوبت نسبی هوا در شرایط موجود از این حد بیشتر باشد مطابق شکل با ثابت ماندن دما میزان رطوبت تعادلی محصول غذایی بیشتر خواهد شد. یعنی محصول تا حد مورد نیاز خشک نخواهد شد.
حداکثر زمان مجاز نگهداری را بر مبنای منحنی‌هایی مورد بررسی قرار می‌دهند که در این منحنی‌ها برای هر دانه غله با درصد رطوبت اولیه مشخصی، منحنی منحصر بفردی وجود دارد که با درنظرگرفتن درجه حرارت هوایی که پس از تبادل حرارتی و رسیدن به تعادل با آن در تماس است از طریق این منحنی‌ها می‌توان حداکثر مقدار زمان خشک کردن را تعیین نمود. به عنوان مثال اگر درصد رطوبت اولیه دانه M۱ درصد باشد و دمای هوا مطابق شکل T۲ باشد نقطه آن بر روی منحنی نقطه مورد نظر ما خواهد بود که معادل ۳ روز زمان مجاز نگهداری یا حداکثر مدت زمان خشک کردن است. بطوریکه اگر به هر علت عملیات خشک کردن طولانی‌تر شود، احتمال کپک‌زدگی بخشی از دانه غله وجود خواهد داشت، بنابراین در نقطه B احتمال کپک‌زدگی مطرح است و کلاً در ناحیه‌ای که در بالای منحنی قرار می‌گیرد، خطر کپک‌زدگی وجود دارد. بنابراین ناحیه بالا را با اصطلاح Mold مشخص می‌کنیم. درحالیکه اگر عملیات خشک‌کردن سریعتر انجام شود مثلاً ۲ روز خطر کپک‌زدگی منتفی می‌شود و کاملاً زیر این منحنی ناحیه‌ای است که احتمال کپک‌زدگی خیلی کم می‌باشد.
 هرچه به سمت منحنی‌های بالاتر پیش می‌رویم درصد رطوبت اولیه دانه غله کمتر خواهد بود، چون برای هوایی با دمای ثابت زمان مجاز طولانی‌تری را تعیین می‌کند. اگر در یک عملیات خشک کردن به هر دلیل زمان عملیات از زمان مجاز تعیین شده توسط منحنی بیشتر شود شیوه‌هایی را جهت کوتاه‌کردن زمان عملیات بکار می‌بندند که مهم‌ترین آنها عبارتند از:
۱ـ کاهش ارتفاع محصول انبار شده بر روی صفحه مشبک یا استفاده از چند سیلو بصورت موازی است. به این ترتیب کل توده محصول را درون این سیلوها با شرایط یکسان توزیع می‌کنند بطوری که در هر سیلو ارتفاع محصول کمتر باشد.
۲ـافزایش دبی حجمی هوا که توسط پنکه به داخل سیستم دمیده می‌شود.
۳ـ کاهش درصد رطوبت: رطوبت اولیه دانه غله، به این ترتیب که این مجموعه سری از سیلوها استفاده می‌شود و عملیات به صورت چند مرحله‌ای انجام می‌گیرد.
۴ـ در صورت امکان به درجه حرارت هوا نیز توجه می‌شود  و تا حد مجاز آن را افزایش می‌دهند.
خشک‌کن‌های کوره‌ای و اتاقکی: این سیستم‌ها مطابق شکل از واحدی تشکیل شده‌اند که دارای دو قسمت است. در قسمت پایینی هوای دمیده شده توسط منبع حرارتی گرم شده و این هوای گرم از طریق صفحه مشبک به سمت بالا به درون بستر ماده غذایی راه می‌یابد. عمق ماده غذایی انبار شده بر روی صفحه مشبک نسبت به سیستم سیلویی بسیار کمتر می‌باشد. چون درصد رطوبت اولیه محصول که در این شیوه خشک می‌شود بیشتر است و معمولاً در محدوده ۳۰ تا ۴۰ درصد قرار می‌گیرد. چنین شیوه‌ای برای خشک کردن و تولید انواع برگه میوه‌جات قابل استفاده است. از آنجائیکه ارتفاع محصول کمتر می‌باشد مشکل طولانی شدن مدت زمان عملیات مشابه خشک کن سیلویی مطرح نیست. اما بدلیل بالا بودن درصد رطوبت اولیه محصول در طی عملیات خشک کردن اختلاف رطوبتی بین لایه‌های فوقانی و تحتانی وجود خواهد داشت. چون هوایی که از پایین به سمت بالا حرکت می‌کند با دریافت رطوبت از لایه‌های پایینی ظرفیت پذیرش کمتری برای رطوبت خواهد داشت. هنگامیکه به لایه‌های فوقانی می‌رسد در عین حال دمای لایه‌های فوقانی معمولاً کمتر از دمای لایه‌های تحتانی است، بنابراین هوای مرطوبی که به لایه‌های فوقانی سردتر می‌رسد بخشی از رطوبت خود را بر روی این لایه‌ها جا گذاشته و بستر محصول را ترک می‌کند. برای برطرف نمودن این اختلاف رطوبت دو راه حل پیشنهاد می‌شود که می‌توانند به همراه یکدیگر بکار برده شوند:
۱ـ استفاده از جعبه‌های تبادل رطوبت یا جعبه‌های تعریق به این ترتیب که محصول خروجی از این واحد خشک‌کن را وارد این جعبه‌ها نموده و برای مدت زمانی به حال خود می‌گذارند به این ترتیب قطعات مرطوب‌تر محصول با قطعات خشک‌تر آن تبادل رطوبت نموده تا نهایتاً به یک میزان رطوبت متوسط برسد.
۲ـ زیر و رو کردن یا به هم زدن بستر محصول که ممکن است بطور دستی انجام گرفته و یا بوسیله همزن‌های مارپیچی انجام گیرد که در این نوع همزن‌های مارپیچی آنها بر روی یک شفت افقی نصب شده‌اند و در محل قرار گرفتن خود لایه‌ها را زیر و رو می‌کنند. در طی عملیات این مارپیچ بر روی شفت‌ جابه‌جا شده و در عین حال شفت نیز حرکت دورانی خواهد داشت و به این ترتیب کل توده محصول قابل زیر و رو کردن می‌باشد.
 خشک‌کن‌های سینی‌دار:
این نوع خشک کن‌ها از سینی‌های کم عمقی تشکیل شده‌اند و ماده غذایی بصورت لایه نازک در درون سینی‌ها بطور یکنواخت پخش می‌شود جریان هوای گرم از کانال پایین به درون واحد خشک‌کن دمیده می‌شود. این جریان هوا بطور موازی از سطح سینی‌ها عبور کرده و باعث خشک کردن این لایه یا لایه محصول می‌شود. جهت تسریع عملیات می‌توان سطح زیرین سینی‌ها را مشبک نموده تا امکان برقراری جریان هوا از سمت پائین به بالا نیز بصورت تقاطع‌دار با هر سینی فراهم شود.
 خشک‌کن‌های تونلی: نوع پیشرفته‌تر یا مداوم خشک‌کن‌های سینی‌دار هستند. به این مفهوم که هر واحد خشک‌کن سینی‌دار را درون یک واگن تعبیه می‌کنند و تعدادی از این واگن‌ها را در داخل یک تونل جابه‌جا کرده و محصول غذایی توزیع شده در درون سینی‌های متعلق به هر واگن را در معرض جریان هوا خشک می‌کند. شرایط عملیات از نقطه نظر دمای هوا، طول تونل و سرعت حرکت واگنها را بگونه‌ای تنظیم می‌نمایند که محصول غذایی در مدت زمانی که هر واگن تونل را طی می‌کند از رطوبت اولیه به رطوبت نهایی رسانده شود. جریان هوای گرم در داخل این تونل ممکن است بصورت هم‌جهت با حرکت واگنها باشد که در این صورت خشک‌کن تونلی هم جهت داریم و ممکن است جریان هوا در خلاف جهت واگنها باشد که آنرا خشک‌کن غیر هم‌جهت گویند. این دو شیوه از نقطه‌نظر کیفیت ماده نهایی و راندمان کار با هم متفاوت است. چون در سیستم خشک‌کن تونلی هم جهت اگر تغییرات درجه حرارت هوا و ماده غذایی را نسبت به طول تونل وصف کنیم، مشاهده می‌کنیم که ماده غذایی از ابتدای تونل‌ تا انتهای آن بتدریج گرم می‌شود. بنابراین مطابق شکل مسیر ۱ را طی می‌کند درحالیکه جریان هوا از ابتدای تونل تا انتهای آن بتدریج سرد می‌شود. بنابراین مسیر ۲ را طی خواهد کرد. بنابراین طبق این بررسی دو مشکل اصلی را که در خشک‌کن‌های تونلی هم جهت وجود دارد را در می‌یابیم. در ابتدای تونل هوا با ماده غذایی مرطوب اختلاف دمای بسیار زیادی داشته و این موضوع باعث می‌شود سطح محصول بسرعت رطوبت خود را از دست داده و بصورت یک لایه سخت و کاملاً خشک تبدیل شود. این لایه مانع از تبخیر رطوبت‌های درونی  و انتقال حرارت به بخشهای درونی هر قطعه غذایی می‌شود. در نتیجه محصول سطحی خشک  و درونی مرطوب خواهد ماند. این پدیده را پدیده خشک شدن سطحی می‌گویند. مشکل دوم همانطوریکه در شکل مشاهده می‌شود بتدریج در طول تونل اختلاف دمای هوا و ماده غذایی افت می‌کند به عبارت دیگر قابلیت خشک کردن هوا کاهش می‌یابد و بنابراین بخشهای انتهایی تونل عملاً بلا استفاده خواهد بود.
 درحالیکه در عملیات خشک کردن غیرهم جهت تغییرات دما نسبت به تونل به این ترتیب می‌باشد. ماده غذایی مشابه خشک‌کن‌های هم‌جهت یک روند صعودی را طی مسیر ۱ پیش می‌گیرد. درحالیکه هوا که در خلاف جهت طی می‌شود یک روند نزولی را بطور تقریباً موازی در طی مسیر ۲ خواهد داشت. به این ترتیب در تمامی تونل‌ هوا و ماده غذایی یک اختلاف درجه حرارت معقول و قابل استفاده را خواهند داشت و هیچگاه پدیده خشک کردن سطحی روی نخواهد داد.
با این توضیح به نظر می‌رسد خشک‌کن‌های تونلی هم جهت، اساساً قابل استفاده نمی‌باشد، درحالیکه چنین نیست. خشک‌کن‌های تونلی هم‌جهت اولاً برای خشک‌کردن محصولات غذایی که هر قطعه آنها ضخامت چندانی ندارد قابل استفاده می‌باشد. چون در این مورد پدیده خشک شدن سطحی بروز نمی‌کند. از سوی دیگر این نوع خشک‌کنها همراه با خشک‌کن‌های تونلی غیر هم‌جهت بصورت سری قابل استفاده‌اند. به نحوی که دمای هوا را در خشک‌کن‌های هم‌جهت چندان زیاد می‌کنند تا شک حرارتی شدید نباشد طول تونل را کمتر کرده و در عین حال توسط این واحد بخاطر اختلاف دمای قابل توجه هوا و محصول افت رطوبت اولیه قابل توجهی را ایجاد می‌کند. محصول خروجی این واحد را وارد تونل خشک‌کن غیر همسو کرده و توسط این عملیات با ملایمت بیشتر رطوبت‌های نهایی محصول نیاز به دقت بیشتری دارند و تبخیر نموده و محصولی با کیفیت مطلوب تولید می‌کند.
 خشک‌کن‌های پاششی (Spray drier): خشک‌کن‌هایی هستند که بر مبنای انتقال حرارت کنوکسیون عمل نموده و از یک برج بلند تشکیل یافته‌اند. مخلوط غذایی از بالای این برج توسط یک سیستم اسپری کننده یا اتمایزر و بصورت قطرات بسیار ریز به درون برج پخش می‌شوند. این قطرات در معرض جریان هوا که ممکن است بصورت همسو یا ناهمسو به درون برج دمیده شود و بصورت ذرات پودری خشک می‌شود. این ذرات از بخش پایینی برج همراه با جریان هوا خارج شده و معمولاً به یک سیستم جداکننده تحت عنوان سیکلون منتقل می‌شود. در این واحد توسط اعمال نیروی سانتریفوژ هوا از بالا و ذرات پودری محصول از پایین خارج می‌شوند. در جریان هوای خروجی از بالای سیکلون معمولاً همراه با ذرات بسیار زیر گرد و غبار محصول می‌باشد که با عنوان افت کمی عملیات محسوب می‌شود. بدیهی است جهت به حداقل رسانیدن این افت که یکی از فاکتورهای مهم، یکنواخت نمودن قطر ذرات پودری است که بواسطه عملکرد سیستم اتمایزر قابل تعمیم می‌باشد. بنابراین به منظور به حداقل رساندن افت کمی می‌بایستی قطر قطرات ایجاد شده بوسیله اتمایزر افزایش یابد. از سوی دیگر می‌دانیم که عملکرد ویژه خشک کن پاششی و کیفیت مطلوب محصول بدلیل قطرات ریزی است که در معرض جریان هوا بسرعت خشک می‌شود. یعنی امکان انتقال حرارت بسیار سریع فراهم می‌شود، بنابراین جهت تأمین انتقال حرارت بیشتر قطرات با قطر کمتر مطلوب می‌باشند و بنابراین جهت طراحی این سیستم یکی از فاکتورهای بسیار مهم شناخت عملکرد سیستم اتمایزر و تنظیم آن بگونه‌ای که بتواند قطرات با قطر اپتیمم به داخل برج پخش نماید.

انواع سیستم اتمایزر که در صنعت کاربرد وسیعی دارند به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند:
۱ـ اتمایزر نازلی
۲ـ اتمایزر سانتریفوژ
اتمایزرهای نازلی خود به دو گروه تقسیم می‌شوند:
۱ـ سیستم‌های نازلی تحت فشار
۲ـ سیستم‌های نازلی دو سیاله
سیستم‌های اتمایزر طبق این طبقه‌بندی در صنعت استفاده می‌شوند. در سیستم‌های نازلی تحت فشار  ماده غذایی تحت فشار بالا به داخل لوله‌ای پمپ می‌شود.
  در مقطعی از این لوله صفحه فلزی که حفره کوچکی درون آن وجود دارد قرارداده شده. این صفحه عملاً مسیر جریان مایع را تنگ کرده و به اندازه حفره محدود می‌کند. این صفحه را معمولاً به نام اوری فیس می‌خوانند و کل مجموعه را که در آن قطر مسیر جریان مایع بطور یک مرتبه کاهش می‌یابد را به نام نازل می‌شناسند. جریان مایع به محض عبور از حفره موجود بر روی اوری فیس به صورت قطرات ریزی شکسته شده و به درون برج پخش می‌شود. در چنین سیستمی قطر قطرات مایع بوجود آمده به قطر حفره موجود و فشار اعمال شده بر روی مایع بستگی دارد و طبق روابط تجربی قابل محاسبه است. چنین سیستمی تنها برای مایعات زلال و رقیق نظیر آب میوه‌جات کاملاً صاف شده قابل استفاده است. چون هنوز ذرات سوسپانسیون درشت موجب گرفتگی حفره و سایش آن می‌شود. به این طریق در طولانی مدت قطر حفره تغییر کرده و در نتیجه قطر قطرات مایع در حد پیش‌بینی نخواهد بود. در عین حال مایعات غلیظ از نظر پمپ نمودن مشکل خواهند داشت و عمل پمپاژ آنها اقتصادی نیست. برخی از مایعات غذایی تحمل فشار زیاد را ندارند و در فشارهای بالا بدلیل افزایش دما تغییر ماهیت می‌دهند. بخصوص از نظر پروتئینی که نمونه بارز آن سفیده تخم مرغ است. بنابراین برای این مایعات نیز سیستم نازلی تحت فشار مناسب نمی‌باشد.
اتمایزرهای نازلی دو سیاله: در این سیستم از دو لوله تداخل یافته استفاده می‌شود که انتهای لوله داخلی بطور یک مرتبه قطر کمتری داشته و جریان مایع با سرعت در حد قابل قبول بداخل لوله داخلی فرستاده می شود. هوای فشرده در فضای بین دو لوله دمیده می‌شود. در انتهای لوله داخلی موقعی که جریان مایع از بخش باریک شده لوله در حال خروج است، جریان فشرده هوا بدرون آن دمیده شده و آن را به صورت قطرات ریز می‌شکند. به این طریق قطر قطرات تشکیل شده به قطر نازل یا قطر بخش انتهایی لوله داخلی و همچنین نسبت سرعت جریان مایع به سرعت جریان هوا بستگی دارد. در این سیستم مشکل اعمال فشار بالا تا حدودی جبران شده اما مسئله گرفتگی حفره نازل و سائیدگی آن همچنان باقی است. بنابراین برای مایعات نسبتاً غلیظ با ذرات سوسپانسیون ریز قابل استفاده است .
اتمایزر سانتریفوژ در این نوع سیستم‌ها از دیسک‌های مشبکی استفاده می‌شود که در حال چرخش با سرعت بسیار بالا می‌باشد. جریان مایع از بالا به سمت پایین برقرار می‌شود و در اثر نیروی گریز از مرکز که در ناحیه دوران دیسک به آن منتقل می‌گردد در سطح دیسک پخش شده و از درون حفره‌های آن بدرون برج پراکنده می‌شود به گونه‌ای که یک مسیر چتر مانند را طی می‌کند. در چنین سیستم‌هایی که بیشترین نوع اتمایزرها می‌باشند، عوامل موثر در قطر قطرات عبارتند از: سرعت جریان مایع ـ سرعت دوران دیسک ـ قطر دیسک ـ قطر منافذ موجود در روی آن.
تشکیل قطرات در این سیستم بواسطه نیروی گریز از مرکز  و همچنین حضور منافذ ریز بر روی دیسک می‌باشد. از آنجائیکه سرعت دوران بسیار بالاست و قابل تنظیم با جریان مایع می‌باشد می‌توان قطر این منافذ را در حدی انتخاب نمود که با توجه به نوع ماده غذایی مسئله گرفتگی حفرات مطرح نباشد. یکی از نکات بسیار مهم در نحوه عملکرد اتمایزرها زاویه اسپری کردن است که بایستی بگونه‌ای تنظیم شود که قطرات پراکنده شده به دیواره برج کمترین برخورد را داشته باشد چون به این ترتیب به دیواره برج چسبیده و لایه‌ای را بر روی آن تشکیل می‌دهند که هم صدمه حرارتی می‌بینند و هم افت کمی سیستم محسوب می‌شود.
دلایل حفظ کیفیت محصولات غذایی در سیستم‌های خشک‌کن پاششی نسبت به خشک‌کن‌های غلطکی: در سیستم‌های خشک‌کن پاششی نسبت به غلطکی شرایطی را برقرار کرده‌ایم که بتوانیم کیفیت محصول را در حد مطلوبی حفظ نماییم. این شرایط عبارتند از: تبدیل جریان مایع به قطرات بسیار ریز که منجر می‌شود سطح زیادی با جریان هوا بوجود آید. بنابراین سرعت انتقال حرارت بسیار زیاد خواهد بود. زمان خشک کردن بسیار کوتاه است پس حداقل صدمه حرارتی را خواهیم داشت.
در این نوع سیستم انتقال حرارت کنوکسیون است در حالیکه در خشک‌کن غلطکی هدایتی است. به این مفهوم در خشک کن غلطکی درجه حرارت سطح غلطک با درجه حرارت لایه غذایی در حال خشک شدن تقریباً یکسان است و به همین دلیل صدمه حرارتی زیاد خواهد بود. اما در سیستم پاششی چون از هوای گرم و مرطوب استفاده می‌کنیم، تا زمانی که قطره غذایی رطوبت قابل تبخیر دارد درجه حرارت آن به درجه حرارت خشک هوا نخواهد رسید بلکه در واقع عملیات خشک کردن در درجه حرارت مرطوب هوا انجام می‌گیرد. بنابراین از دمای بالای هوا، جهت تسریع انتقال رطوبت استفاده می‌شود. اما دمای هر قطره در مدت زمان خشک نمودن در حد Twb یا درجه حرارت مرطوب هوا حفظ می‌شود. از آنجائیکه رطوبت نسبی هوا در حد کمی است، پس اختلاف دمای خشک و مرطوب هوا نیز زیاد خواهد بود و هر قطره در دمای بسیار کمتر از دمای واقعی هوا در حال خشک شدن خواهد بود و بدین ترتیب حداقل صدمه حرارتی را در این سیستم خواهیم داشت. ارزیابی پودر تولید شده از یک سو بر مبنای میزان صدمه دیدگی حرارتی از نقطه نظر کیفیت پروتئین، کیفیت رنگ و ارزش غذایی پودر تولید شده از نظر ویتامینها انجام می‌گیرد و از سوی دیگر بر مبنای قابلیت جذب مجدد آب توسط پودر تولیدی بررسی می‌شود. پودر تولید شده در این سیستم عملاً بافت متخلخلی را دارد یعنی از درون خلل و فرج زیاد دارد. علت این خلل و فرج سرعت بالای تبخیر رطوبت و انتقال رطوبت از بخشهای درونی به سطح آن با سرعت بالا است که باعث گسترش قطر قطره شده و خلل و فرج زیادی را در درون آن ایجاد می‌کند. چنین پودری می‌تواند به خوبی آب جذب نموده و محلول یکنواختی را تولید کند.
نکته: سیستم‌های خشک‌کن پاششی با جریان هوای همسو و ناهمسو هر یک کاربرد ویژه‌ای دارند. بطوریکه سیستم‌های همسو معمولاً برای محصولات غذایی که حساس به حرارت هستند مورد استفاده قرار می‌گیرند، چون بتدریج با خشک شدن قطرات غذایی و حساس‌تر شدن آنها نسبت به حرارت هوا نیز در همان مسیر بواسطه تبادل حرارتی انرژی حرارتی کمتری دارند و بنابراین کمترین صدمه حرارتی به ذرات پودری حساس وارد می‌آیند. در مورد مواد جاذب الرطوبه معمولاً سیستم‌های خشک کن‌ ناهمسو توصیه می‌شود. چون این مواد دارای دو ویژگی می‌باشند:
۱ـ درحالیکه به صورت پودر خشک هستند و قابلیت جذب رطوبتی زیادی دارند. بنابراین در بخشهای پایین برج که قطرات خشک شده‌اند اگر از سیستم همسو استفاده شوند بواسطه بالابودن رطوبت هوا، ذرات پودری، رطوبت هوا را جذب می‌کنند و به هم دیگر می‌چسبند و گلوله گلوله می‌شوند در حالی که در سیستم ناهمسو ذرات پودری با هوای گرم با رطوبت نسبی پایین روبرو می‌شوند و مشکل جذب رطوبت به حداقل می‌رسد.
۲ـ مواد جاذب الرطوبه، رطوبت‌های نهایی خود را به سختی از دست می‌دهند. بنابراین در مراحل پایانی خشک کردن آنها، نیاز به اعمال دمای زیادتری نسبت به مراحل ابتدایی آن خواهیم داشت. چنین شرایطی در سیستم ناهمسو فراهم می‌باشد و هنگامی که قطرات غذایی به ذرات نیمه خشک تبدیل می‌شوند با هوای گرم و تازه‌ای روبرو شده که قدرت تبادل حرارتی زیادی دارند و قادر است رطوبت نهایی را به خوبی تبخیر کند.
+ نوشته شده در  شنبه یازدهم دی ۱۳۸۹ساعت ۰:۵۸  توسط مینو شهرستانی  |  ۴ نظر

افزودنی‌ها ونگهداری مواد غذایی

افزودنی‌ها ونگهداری مواد غذایی

نگهدارنده‌ها Preservatives

از میان ترکیبات نگهدارنده سه اسید آلی اسیدبنزوئیک، اسید سوربیک و اسید پروپیونیک مورد توجه قرار می‌گیرند. این ۳ اسید هر یک موارد کاربرد  و ویژگی‌های خاص خود را دارند ولی یک مورد مشترک بین آنها وجود دارد و آن مربوط به قابلیت نگهدارندگی آنها در محیط‌های غذایی است. این سه اسید از دو طریق که ممکن است به صورت توأم نیز بر سلول‌های میکروارگانیزم‌ تأثیر می‌گذارند:

۱ـ از آنجائیکه ترکیبات چربی دوستی می‌باشند پس در غشاء سلول میکروبی جذب شده و موجب ایجاد تغییراتی صدمه زننده برای این غشاء می‌شوند.

۲ـ از طرف دیگر به درون سلول میکروارگانیزم نفوذ کرده و بر روی آنزیم‌های هدایت کننده واکنش‌های متابولیکی سلول، اثرات تخریبی باقی می‌گذارند. بر مبنای این مکانیزم و عملکرد و با توجه به آنکه غشای سلولی نسبت به یون‌های مثبت و منفی اجازه نفوذ نمی‌دهد می‌توان نتیجه گرفت، این اسیدهای آلی به شکل تجزیه نشده خود یعنی مولکول اولیه می‌توانند نقش نگهدارندگی داشته باشند. از سوی دیگر می‌دانیم این اسیدها، این اسیدهای ضعیفی بوده و در نتیجه یونیزاسیون یک واکنش تعادلی را ایجاد می‌کنند. باتوجه به این واکنش در می‌یابیم که PH محیط یکی از عوامل مهم تأثیرگذار بر درصد مولکول تجزیه نشده موجود در محیط خواهد بود. بطوری که هر چقدر PH محیط بیشتر باشد یعنی محیط قلیایی‌تر است. بدلیل کمبود غلظت یون هیدروژن در محیط واکنش به سمت جبران این کمبود پیشرفت کرده و شدت یونش افزایش می‌یابد. درحالیکه اگر محیط اسیدی باشد درصد مولکول تجزیه نشده در محیط زیاد خواهد شد و واکنش در جهت برگشت پیشرفت می‌کند. به همین سبب این اسیدهای آلی تنها در محیط‌های اسیدی قابلیت نگهدارنگی دارند و از آنجا که در این محیط‌ها بخش اعظم آلودگی میکروبی مربوط به کپک‌ها و مخمرها می‌شود، معمولاً به عنوان ضد کپک شناخته می‌شود. از نقطه نظر نوع این اسیدها و محدوده کاربرد آنها و از نقطه نظر PH محیط می‌بایستی به ثابت تجزیه شدن در واکنش‌های تعادلی آنها توجه نمود. تحقیقات انجام شده نشان می‌دهد مقدار ثابت تعادلی و محدوده کاربردی آنها از نظر PH چنین تغییر می‌کند.

PH = 5

PH = 4

PH = 3

PH = 2

Ka

۱۳.۴

۶۰.۷

۸۳.۹

۹۹.۳

۱۰ × ۶.۶۴

اسید بنزوئیک

۴۲

۸۸

۹۹

۱۰۰

۱۰ × ۱.۴

اسید پروپیونیک

۳۶.۶

۸۵.۴

۹۸.۳

۹۹.۸

۱۰ × ۱.۷۳

اسیدسوربیک

با توجه به مقادیر می‌توان نتیجه گرفت که هرچه ثابت تعادل برای اسید آلی بالاتر باشد قدرت یونیزاسیون بیشتر و محدوده PH استفاده شده محدودتر می‌شود. پس اسید بنزوئیک تنها تا ۴ = PH کارآیی خود را دارد. درحالیکه اسیدسوربیک تا ۵ = PH و گاهی تا ۶ = PH قابل استفاده است و اسید پروپیونیک نیز تا ۶ = PH نیز استفاده می‌شود.

ویژگی‌های اسید بنزوئیک:

این اسید به صورت پودر سفید رنگی است و می‌بایست معمولاً تا ۵/۹۹% خلوص داشته باشد. یکی از ناخالصی‌های خطرساز و سرطانزای همراه با اسیدبنزوئیک، اسید فتالیک است.

اسید بنزوئیک از قابلیت انحلال کمی برخوردار است پس از نمک‌های سدیم آن استفاده می‌شود مثل بنزوات سدیم و موارد کاربرد آن بیشتر در ترشیجات و آبمیوه‌جات است. حداکثر مجاز مصرف آن در محصولات غذایی ۸۰۰ تا ۱۰۰۰ P.P.M می‌باشد.

از مشتقات این اسید گروه دیگری از ترکیبات هستند تحت عنوان پارابن‌ها. اینها استرهایی از پاراهیدروکسی‌ بنزوئیک اسید هستند.

 ترکیبات استریtیته شدن از پاراهیدروکسی بنزوئیک اسید قابلیت تجزیه کمتری دارند. بنابراین تصور می‌شود تا PH وسیعتری قابل استفاده باشند اما به دلیل ماهیت سرطانزایی و محدودشدن کاربرد اسیدبنزوئیک و مشتقات آن موارد کاربرد این ترکیبات استری نیز به ترشیجات و آبمیوه‌جات محدود می‌گردند. اما چون خاصیت نگهدارندگی بیشتری دارند مقدار مجاز مصرف آنها تا PPM 200 تعیین شده است. بویژه استرهای پروپیلی از استرهای اتیلی خاصیت نگهدارندگی بیشتر دارند.

ویژگی‌های اسیدسوربیک: اسیدسوربیک جزو اسیدهای آلی است که فرمول شیمیایی آن به صورت زیر می‌باشد.

این ترکیب نیز مشابه به اسید بنزوئیک قابلیت انحلال کم دارد. معمولاً نمک‌های پتاسیم آن با قابلیت انحلال بیشتر مصرف می‌شود. کاربرد آن در انواع پنیر و مربا می‌باشد که به عنوان ضد کپک به کار برده می‌شود. در پنیر معمولاً پوشش بسته‌بندی آن به محلول اسید سوربیک آغشته می‌شود و در مربا نیز از کاغذهای آغشته به محلول اسید سوربیک استفاده می‌شود. این اسید برای جلوگیری از تولید سم، برای کپک‌ها نیز بویژه آسپرژیلوس فلاویس مؤثر است. همراه با ترکیبات نیتریتی در فرآورده‌های گوشتی قابل استفاده می‌باشد و در مقابل مخمرها، چون گونه‌های مخمری خود قادر به تولید اسید سوربیک هستند، میزان مجاز مصرف آن در انواع محصولات ۲۰۰ تا ۸۰۰ PPM می‌باشد.

ویژگی‌های اسید پروپیونیک: این اسید جزء بی‌ضررترین اسیدهای آلی بوده. چون در بدن براحتی تجزیه شده و هیچ خطری را ایجاد نمی‌کنند. به همین جهت جزء GRAS Perservative شناخته می‌شود. یعنی مواد نگهدارنده‌ای که بطور کلی سلامت محصول غذایی را به خطر نمی‌اندازد. این اسید در نوعی خاص از پنیرها به نام پنیر سوئیس توسط پروپیونی باکتریوم تولید شده و همراه با آن گاز دی اکسید کربن آزاد می‌شود که حباب‌های خاصی را در این پنیر ایجاد می‌کند. از نظر کاربردی در فرآورده‌های نانوایی انواع کیک‌ها به عنوان ضد کپک کاربرد دارد. همچنین از بروز پدیده‌ای به نام نخ نخی شدن یا راپینز جلوگیری می‌کند چون از رشد باکتری با سیلوس سوبتیریز زیر گونه مزانتوریکوس که عامل بروز این پدیده می‌باشد جلوگیری می‌نماید. مقدار مجاز مصرف آن در انواع کپک‌ها ۱/۰ % و در انواع پنیر ۲/۰ تا ۵/۰ درصد تعیین شده است. در عین حال باتوجه به آنکه در فرآورده‌های نانوایی کاربرد وسیعی دارد می‌توان دریافت که بر مخمرها تأثیر نخواهد گذاشت.

+ نوشته شده در  شنبه یازدهم دی ۱۳۸۹ساعت ۰:۵۶  توسط مینو شهرستانی  |  نظر بدهید

اثر تشعشع در نگهداری مواد غذایی

اثر تشعشع در نگهداری مواد غذایی

تشعشع:

به طور کلی در عملیات تشعشع، محصولات غذایی را در معرض تابش اشعه قرار می‌دهند و به ویژه تغییراتی خاص به واسطه تابش اشعه در محصول ایجاد می‌شود که بعضی از این تغییرات مطلوب بوده و باعث افزایش قابلیت نگهداری محصول می‌گردد. مهمترین اشعه‌هایی که در صنعت غذا مورد استفاده قرار می‌گیرند بر دو نوعند: اشعه گاما و اشعه بتا. آنچه که مسلم است برای شناخت و تجزیه و تحلیل نوع و میزان تغییرات ایجاد شده ضروری است در درجه اول به ماهیت این اشعه‌ها توجه بیشتری شود.

اشعه  بتا ـ یک اشعه الکترونی است. یعنی از ذرات الکترون با انرژی جنبشی زیادی ترکیب یافته است. برای تولید این اشعه از شیوه‌های پیشرفته‌ای استفاده می‌شود که تحت عنوان شتاب دهنده الکترونی مشهورند. مبنای عملکرد این سیستم‌ها لامپ اشعه کاتدی می‌باشد یعنی از یک کاتد و آندی که در درون محفظه شیشه‌ای قرارداده شده‌اند تشکیل یافته. این محفظه تحت خلاء و یا با فشار گازی بسیار کم قرار دارد. کاتد فلزی است که ملتهب شده است. بنابراین در شرایط برانگیخته خود از خودش الکترون ساتع می‌کند. الکترون‌های آزاد شده در درون فضای تحت خلاء به سمت آند شتاب می‌گیرند. میزان انرژی جنبشی این الکترون‌ها که در اصل تعیین کننده میزان انرژی تشعشعی اشعه الکترون می‌باشد، به میزان اختلاف پتانسیل اعمال شده در مدار بستگی خواهد داشت و به همین علت بر مبنای واحدی به نام الکترون ولت ev سنجیده می‌شود. هر الکترون ولت انرژی معادل  ژول دارد و در واقع مقدار انرژی جنبشی هر الکترون است وقتی تحت تاثیر اختلاف پتانسیل ۱ ولتی شتاب بگیرد. مقدار این انرژی جنبشی بسیار کوچک است به همین علت در محاسبه عملیات تشعشع از واحد میلیون الکترون ولت استفاده می‌شود. باتوجه به احتمال رادیواکتیو شدن ماده غذایی در عملیات تشعشع اولین محدودیتی که در این عملیات برای محصولات غذایی در نظر گرفته شده است مربوط به میزان انرژی تشعشعی پرتو تابیده شده است. بر این اساس حداکثر انرژی تشعشعی مجاز ۵ میلیون الکترون ولت ev تعیین گردیده است. اشعه دیگری که در صنعت غذا کاربرد وسیعتری دارد اشعه گاما است. این اشعه ماهیتی از نوع انواع الکترومغناطیس دارد یعنی از جنس نور می‌باشد و از فوتون‌های پر انرژی ترکیب یافته است. بنابراین باتوجه به مقدار طول موج بسیار کوچکی که دارند قدرت نفوذ زیادی در محصولات غذایی خواهند داشت. این اشعه بطور طبیعی در تجزیه‌های مکرر مواد رادیواکتیو تولید می‌شود ولی در صنعت معمولاً از ترکیبات رادیواکتیو مصنوعی کمک می‌گیرند. این ترکیبات ایزوتوپ‌هایی از عناصر طبیعی هستند که تحت تأثیر بمباران نوترونی به صورت برانگیخته و ناپایدار در آمده‌اند. بنابراین قادرند تجزیه شده و به حالت پایدار خود نزدیک شوند. میزان تجزیه شدن یا تعداد دفعات تجزیه شدن در واحد زمان از نقطه نظر میزان فعالیت رادیواکتیو این ترکیبات مصنوعی حائز اهمیت است به عبارت دیگر هرگونه ناپایدار شدن در عناصر موجب قابلیت تجزیه شدن می‌گردد. ولی همیشه به مفهوم رادیواکتیو شدن نیست بلکه اگر قدرت تجزیه شدن در واحد زمان بسیار زیاد باشد عنصر به عنوان عنصر رایواکتیو محسوب می‌شود. به همین علت عناصری که تحت تأثیر بمباران نوترونی برانگیخته می‌شوند و قدرت رادیواکتیو پیدا می‌کنند به نام رادیو ایزوتوپ می‌باشند. این رادیو ایزوتوپ‌ها قادرند در تجزیه‌های مکرر خود تولید اشعه گاما با میزان انرژی تشعشعی مشخصی را بنمایند. یکی از بیشترین انواع رادیوایزوتوپ‌ها که در صنعت غذا کاربرد وسیعی دارد، رادیوایزوتوپ کبالت با عدد جرمی ۶۰ می‌باشد.

 در این لامپ فشار را کم و ولتاژ را بالا می‌بریم و می‌بینیم که جریانی از طرف ـ کاتد به طرف آند + می‌رود. وقتی این اتفاق بیافتد یعنی اشعه ما  است چون  منفی است .

Co (کبالت) ۶۰ که بدین ترتیب تولید می‌گردد قادر است انرژی تشعشعی ۲/۱ تا ۳/۱ میلیون الکترون ولت از نوع اشعه  ساتع کند. این عنصر را در شرایط مورد لزوم از محفظه و محل نگهداری آن خارج می‌کنند. در مواردی که از آن استفاده نمی‌شود جهت مهار نمودن اشعه ساتع شده خود به خودی در درون محفظه‌ای از سرب و در زیر عمقی از آب نگهداری می‌کنیم. بدین ترتیب اشعه گاما به محیط نفوذ نکرده و خطری را ایجاد نمی‌کند. در صورت نیاز منبع را از محل خود خارج کرده، بسته‌های غذایی را بر روی نوار نقاله گردانی چیده و در معرض اشعه ساتع شده از کبالت قرار می‌دهند. پایان این عملیات را با توجه به میزان دوز تشعشعی جذب شده تعیین می‌کنند. بدین ترتیب که با توجه به هر هدف از عملیات تشعشع حداکثر دوز تشعشعی مورد نیاز به صورت استاندارد تعیین شده است و پس از آنکه مقدار این دوز عملیات تامین شود عملیات به پایان خواهد رسید. دوز تشعشعی جذب شده عبارتست از مقدار انرژی جذب شده را به ازای واحد جرم ماده غذایی که طبیعتاً بر مبنای ژول بر کیلوگرم قابل بیان است ولی واحدی که به صورت بین‌المللی برای سنجش این فاکتور مورد استفاده قرار می‌گیرد گری Gray و با علامت اختصاصی Gy خوانده می‌شود هر گری معادل یک ژول بر کیلوگرم است و در عملیات کاربرد بیشتر واحد  KGyمی‌باشد. واحد قدیمی‌تری که برای سنجش این فاکتور مورد استفاده قرار می‌گیرد RAD خوانده می‌شود که هر RAD معادل یک صدم ( ۰۱/۰ ) Gy است. برای تعیین و ارزیابی دوز تشعشعی جذب شده از شیوه دوزی‌متری استفاده می‌شود. در این شیوه نوارهایی از جنس مواد پلیمری در قسمت‌های مختلف بسته قرارداده می‌شود. این مواد پلیمری تحت تأثیر تابش اشعه تجزیه شده از خود ترکیبات غیراشباعی آزاد می‌کند که این ترکیبات غیراشباع جاذب اشعه ماوراء بنفش هستند. بنابراین با قراردادن بسته‌هایی به عنوان شاهد  و قراردادن این شناساگرها در قسمت‌های مختلف بسته می‌توان مقدار دوز تشعشعی جذب شده را در قسمت مختلف بسته تعیین نمود و طبیعتاً میانگین آن را به عنوان معیار سنجش عملیات محاسبه نمود. با توجه به این توضیح مقدار اشعه UV جذب شده معیاری از میزان ترکیبات غیراشباع تولید شده که در اسپکتروفتومتری UV در طول موج مشخصی قابل بررسی است. از سوی دیگر میزان ترکیبات غیراشباع مشخص کننده مقدار اشعه جذب شده در بخش‌های مختلف بسته توسط شناساگردها خواهد بود.

تغییرات حاصل از رادیواکتیو شدن محصول:

این تغییرات را از سه دیدگاه مورد مطالعه قرار می‌دهیم:

۱ـ احتما رادیواکتیو شدن محصولات غذایی

۲ـ تغییراتی بر روی سلول‌های میکروبی بوجود می‌آید.

۳ـ تغییراتی که بر ترکیبات مغذی محصول روی می‌دهد.

احتمال رادیو اکتیو شدن محصول غذایی: به طور کلی علت اصلی تغییرات بروز کرده از عملیات پرتوه‌ای به این نکته مربوط می‌شود که اشعه گاما و بتا هر دو جزو اشعه‌های یون‌ساز محسوب می‌شوند. به این مفهوم که هنگامی که این اشعه‌ها با اتم‌ها و مولکول‌های ماده غذایی برخورد می‌کنند، تغییراتی را در حد ترازهای الکترونی در این اتم‌ها و مولکول‌ها ایجاد می‌نماید که منجر به از دست دادن و یا جذب الکترون می‌شود که بدین ترتیب یون‌های مثبت یا منفی تولید می‌گردد. همچنین این اشعه‌ها قادرند بعضی از اتصالات شیمیایی را شکسته و بدین ترتیب رادیکال‌های آزاد را بوجود آورند. بنابراین مجموعه تغییراتی که بواسطه چنین عملیات تشعشعی روی می‌دهد همراه با آزاد شدن یون‌های مثبت یا منفی و رادیکال‌های آزاد خواهد بود که این مجموعه تغییرات را به نام رادیولیز می‌خوانند. حال اگر میزان انرژی تشعشعی اشعه‌های تابانده شده بر محصول غذایی از حد مجاز تجاوز کند، تغییرات حاصل از آن به جای ترازهای الکترونی مستقیماً بر هسته اتمها و مولکول‌های غذایی ایجاد خواهد شد و هرگونه تغییر در هسته اتم‌ها احتمال رادیواکتیو شدن آنها را مطرح می‌کند. بر همین اساس طبق مصوبه‌ای که توسط اتحادیه مشترک FAO و WHO و آژانس بین‌المللی انرژی اتمی اعلام گردیده حداکثر دوز تشعشعی جذب شده مجاز در محصولات غذایی به منظور تامین هر هدف مورد نیاز معادل ۱۰ کیلوگری (HGy) تعیین شده است. به عبارت دیگر اهدافی که در جهت نگهداری محصول نیاز به دوز  تشعشعی بیش از این حد مجاز داشته باشند در اصل غیر مجاز شناخته شده و در صنعت غذا کاربرد نخواهد داشت.

تغییرات ناشی از تشعشع:

واکنش‌های رادیولیز بخصوص بر روی متون‌های آب موجود در بافت‌های غذایی تأثیر گذاشته و یکسری واکنش‌های زنجیری و پی در پی را ایجاد می‌کند که این واکنش‌ها منجر به تولید پروکسید هیدروژن و رادیکال هیدروپراکسید می‌گردد. هر دو عامل اخیر بسیار اکسیدکننده بوده و بویژه بر روی میکروارگانیزم‌ها تأثیر کشنده‌گی قوی باقی می‌گذارد.

اثر تشعشع بر روی سلول‌های میکروبی:

به طور کلی اثر تشعشع را از دو دیدگاه مورد بررسی قرار می‌دهیم:

۱ـ اثر مستقیم.

۲ـ اثر غیرمستقیم.

در اثر مستقیم پرتوهای تابیده شده بر هسته سلول میکروبی یعتی اسیدهای نوکلئونیک مورد توجه قرار می‌گیرند. زیرا پرتو باعث تجزیه DNA و RNA سلول می‌گردد. در اثر غیر مستقیم، تأثیر ترکیبات ناشی از عملیات تشعشع و واکنش‌های رادیولیز بر سلول‌های میکروبی مطرح می‌شود. به ویژه دو فاکتور پراکسید هیدروژن و رادیکال هیدروپراکسید. آنچه از نظر فرآیند تشعشعی در مسیر از بین بردن میکروب‌ها در صنعت غذا اهمیت دارد، میزان مقاومت میکروارگانیزم‌ها در مقابل تشعشع است. زیرا از نظر حداکثر اشعه جذب شده، طبق قوانین محدودیت‌هایی ذکر می‌شود. حال اگر میزان مقاومت میکروارگانیزم‌های مختلف و عوامل موثر بر آنها مورد بررسی قرار گیرد می‌توان شرایط مناسب برای از بین بردن هر نوع میکرو ارگانیزم آلوده کننده محصول غذایی تامین گردد.

مهم‌ترین عوامل مؤثر بر مقاومت میکروارگانیزم‌ها عبارتند از:

۱ـ گونه میکروب: میکروب‌های گرم مثبت نسبت به میکروب‌های گرم منفی مقاومت بیشتری دارند. به عنوان مثال مقدار Dvalue، اشریشیاکلی کلی معادل ۲/۰ تا ۵/۰ کیلو گری تعیین شده در حالیکه Dvalue استرپتوکوکوس فگالیس معادل ۸/۲ کیلو گری می‌باشد. همچنین میکروب‌های اسپورزا نسبت به میکروب‌های فاقد اسپور مقاومت بیشتری دارند. مثلاً گونه‌های سودوموناس معادل ۰۳/۰ تا ۰۶/۰ کیلو گری و کلستریدیوم معادل ۴/۳ تا ۴ کیلو گری تعیین شده. بنابراین باتوجه به این روند مقاومت میکروارگانیزم‌ها در مقابل تشعشع معادل مقاومت حرارتی آن سنجیده می‌شود. درحالیکه یک مورد استثناء در این مورد وجود دارد و آن مربوط به گونه میکروب رادیودرانس می‌باشد. این میکروارگانیزم گرم مثبت بوده بنابراین کاتالاز مثبت است و قادر است عامل اکسیدکننده پراکسیدهیدروژن را تجزیه کند. پس تا حدی می‌تواند اثر تخریبی عملیات رادیولیز را کاهش دهد. از سوی دیگر نشان داده شده است این میکروب قادر است DNA تخریب شده خود را ترمیم کند و مقاوم‌ترین میکروارگانیزم در مقابل تشعشع شناخته شده است. بطوری که مقدار Dvalue آن معادل ۴۰ کیلو گری تعیین شده است.

۲ـ شرایط محیطی: شرایط محیطی به اجزای سازنده محیط غذایی مربوط می‌شود که مورد تشعشع قرار داده شده است. آنچه مسلم است حضور پروتئین‌ها می‌تواند مقاومت میکروارگانیزم‌ها را در مقابل تشعشع افزایش دهد. بطوری که در محیط‌های پروتئینی نظیر گوشت Dvalue میکروب‌ها تا دو برابر افزایش می‌یابد. همچنین حضور عوامل احیاءکننده‌ای نظیر اسیدآمینه سیسته‌ای و اسیدآسکوربیک یا ویتامین c مقاومت میکروب‌ها را افزایش می‌دهد. چرا که این عوامل آماده اکسیدشدن هستند. پس عوامل اکسیدکننده حاصل از واکنش‌های رادیولیز به جای آنکه بر سلول‌های میکروبی اثر تخریبی باقی گذارند موجب اکسیدشدن این عوامل می‌شوند. همچنین تغییرات PH همگام با فرآیند تشعشع می‌توانند بر مقاومت میکروارگانیزم‌ها موثر باشد. به عبارت دیگر میکروب‌های اسپورزا در PH بالاتر از ۵/۴ مقاومت بیشتری نسبت به یک دوز تشعشعی معین نشان می‌دهند.

۳ـ اکسیژن: از آنجایی که اکسیژن در واکنش‌های رادیولیز شرکت داشته و موجب پیشرفت این واکنش‌ها می‌شود می‌توان پیش‌بینی نمود که حضور O۲ مقاومت میکروب‌ها را چه هوازی و چه بی‌هوازی کاهش می‌دهد. به عبارت دیگر حضور O۲ تأثیر تشعشع را تقویت می‌کند. به همین دلیل در مواردی که هدف کاهش تأثیر فرآیند تشعشع باشد بخصوص بر ترکیبات غذایی می‌توان استفاده از بسته‌بندی‌های تحت خلاء را توصیه نمود.

۴ـ حالت فیزیکی محصول غذایی: خارج نمودن آب بصورت انجماد محصول یا خشک کردن آن موجب کاهش تاثیر فرآیند تشعشع می‌گردد. بویژه عملیات انجماد باعث می‌شود قابلیت تحرک رادیکال‌های آزاد کاهش یافته پس اثر تخریبی تشعشع کمتر می‌شود. بهمین دلیل در بعضی موارد از شیوه انجماد گوشت برای کاهش تأثیر تشعشع بر ترکیبات سازنده گوشت استفاده می‌شود. اما در ارتباط با میکروب‌ها، انجماد باعث مقاومت بیشتر آنها در مقابل تشعشع می‌گردد و حتی در مورد  میکروارگانیزم‌های حساسی مانند E.coli موجب می‌شود که مقدار Dvalue آن از ۲/۰ کیلو گری به ۱ کیلو گری افزایش یابد.

تأثیر تشعشع روی ماده غذایی:

۱ـ کربوهیدرات‌ها: بطور کلی تشعشع باعث تجزیه کربوهیدرات‌ها و تبدیل آنها به ترکیبات سبک‌تر می‌شود. نظیر منوساکاریدهای شش کربنه که به ترکیبات چهار تا ۵ کربنه تبدیل می‌شوند. آنچه اهمیت زیادی در صنعت غذا دارد یعنی تجزیه پلی ساکاریدها، سلولز، واکتین (پکتین) به اجزای سازنده آنها است. نشاسته موجود در سیب‌زمینی و غلات تجزیه شده و تولید گلوکز می‌کنند. در نتیجه سیب‌زمینی پر تو داده شده طعم شیرینی پیدا می‌کند و نسبت به واکنش‌های قهوه‌ای شدن حساس‌تر می‌گردد. این موضوع در مورد غلاتی که پرتو داده شده‌اند صادق است. در مورد میوه‌جات و سبزیجات تجزیه پکتین و سلولز باعث نرم شدن بافت آنها می‌شود. در عین حال این عوارض نامطلوب تشعشع تنها در شرایطی روی می‌دهد که میزان دوز تشعشعی جذب شده در محصول از حد مجاز تعیین شده برای هر هدف تجاوز کند. یعنی اگر سیب‌زمینی برای جلوگیری از جوانه‌زدن آن پرتو داده شود، حد مجاز دوز تشعشعی باتوجه به اینکه امکان تجزیه شدن نشاسته وجود دارد تعیین می‌گردد و اگر میوه‌جات و سبزیجات به منظور به حداقل رسانیدن تغییرات مختلف پرتو داده می‌شوند، حد مجاز تعیین شده باتوجه به احتمال تجزیه شدن پکتین  و سلولز تعیین می‌گردد. تحقیقات انجام شده نشان داده اگر دوز تشعشعی جذب شده از یک کیلو گری تجاوز کند این تغییرات نامطلوب به حداقل خواهد رسید. لازم به ذکر است که تغییر پکتین و تجزیه آن در بعضی موارد مطلوب است بویژه در مورد افزایش بهره‌بری استخراج آب میوه‌جات و بهبود کیفیت آنها. به همین علت حد مجاز دوز تشعشع برای این اهداف بیشتر از یک کیلو گری تعیین می‌گردد.

۲ـ چربی‌ها: چربی‌ها نسبت به عوامل اکسیدکننده بسیار حساسند. بنابراین در نتیجه فرآیند تشعشع بیشتر از سایر ترکیبات تحت تأثیر قرار می‌گیرند. دو عامل نور و اکسیژن این تأثیر نامطلوب را تشدید می‌کند. به همین علت معمولاً به نوع بسته‌بندی محصولات چربی‌داری که تحت فرآیند تشعشع قرارداده می‌شوند، توجه ویژه‌ای می‌شود و معمولاً برای گوشت قرمز، ماهی و مرغ از بسته‌بندی تحت خلاء چند لایه و مجهز به آلومینیم استفاده می‌گردد.

۳ـ پروتئین‌ها: پروتئین‌ها تحت فرآیند تشعشع تجزیه می‌شوند. بخصوص اسیدهای آمینه انتهایی، اسیدهای آمینه گوگرددار و زنجیره جانبی پروتئین‌ها بیشتر تحت تأثیر قرار می‌گیرند. به همین دلیل در صورتی که دوز تشعشعی جذب شده از حدود ۶ کیلو گری در محصولات گوشتی تجاوز کند می‌تواند طعم نامطلوبی را به واسطه آزاد کردن ترکیبات گوگردی  و همینطور ترکیبات کربونیلی در محصولات ایجاد نماید. معمولاً جهت کاهش تأثیرات نامطلوب فرآیند تشعشع از انجماد بافتهای گوشتی و بسته‌بندی تحت خلاء استفاده می‌شود.

۴ـ ویتامین‌ها: از میان ویتامین‌های محلول در آب ویتامین c و ویتامین B۱ حساس‌ترین ویتامین‌ها نسبت به تشعشع می‌باشند. بخصوص ویتامین‌ c در محصولاتی نظیر سیب‌زمین (برای جلوگیری از جوانه‌زدن) همینطور توت فرنگی (برای افزایش shelflife) و آب میوه‌جات نظیر آب پرتقال از نظر افت ویتامین c بسیار در معرض خطر هستند. و حتی در شرایط بسیار مطلوب نیز افت نسبی ویتامین c حاصلمی‌شود.

ویتامین B۱ یا تیامین در فرآورده‌های گوشتی مطرح است. چون اتصالات دوگانه دارد، پس مستعد برای اکسید شدن می‌باشد و به میزان قابل توجهی (تا حدود ۶۰%) در نتیجه تشعشع افت می‌کند. شیوه انجماد و بسته‌بندی تحت خلاء جهت کاهش افت آن توصیه می‌شود. از میان ویتامین‌های محلول در چربی ویتامین A و E بسیار تحت تأثیر قرار می‌گیرند که مشابه توضیحات گذشته شیوه‌هایی جهت کاهش تخریبی تشعشع بعمل می‌آید.

تأثیر تشعشع بر آنزیم‌ها: فرآیند تشعشع بر روی آنزیم‌های مخرب غذایی به ویژه آنزیم‌های اکسیدکننده مثل پرواکسیداز و کاتالاز تأثیر چندانی ندارد. یعنی مقاومت آنزیم‌ها در مقابل تشعشع بسیار زیاد بوده و حداقل Dvalue آن ۵۰ کیلو گری ارزیابی شده. بنابراین شیوه تشعشع در جهت افزایش قابلیت محصول روی آنزیم‌ها تأثیری ندارد. به همین علت توصیه می‌شود محصول غذایی پیش از پرتودهی در حد بلانچینگ حرارت داده شود تا آنزیم‌ها غیرفعال شده و سپس در دمای بالاتر یعنی دمای مربوط به بلانچینگ پرتو داده شوند. در این دمای بالاتر فرآیند تشعشع تأثیر بیشتری خواهد داشت. در عین حال عکس این شیوه توصیه نمی‌شود چرا که اگر ابتدا تشعشع اعمال گردد فرصت کافی برای فعالیت آنزیم‌های مقاوم وجود داشته و اثرات تخریبی آنها توسط حرارت دهی بعدی جبران نخواهد شد.

مقادیر دوز تشعشعی مورد نیاز برای اهداف گوناگون در صنعت غذا

گروه الف) کمتر از یک KGy:

۱ـ جلوگیری از جوانه‌زدن: سیب‌زمینی ـ پیاز و سیر. در این موارد ۱/۰ تا ۲/۰ KGy برای ما مفید است.

۲ـ مبارزه با حشرات با انگلها: انبار کردن حبوبات و غلات و خشکبار  مورد استفاده قرار می‌گیرد. دوز مجاز آن ۱۵/۰ تا ۵/۰ کیلو گری است.

۳ـ به تأخیر انداختن تغییرات در میوه‌جات و سبزیجات جهت بهبود  و نگهداری در سردخانه ۵/۰ تا ۱ کیلو گری.

ب) موارد دوز تشعشعی که بالاتر از ۱ کیلو گری تا ۱۰ KGy باشد:

۱ـ بهبود قابلیت نگهداری محصولات فاسدشدنی مثل ماهی و توت فرنگی (۱ تا ۳ KGy)

۲ـ از بین بردن میکروارگانیزم‌های مولد فساد مانند سالمونلا و شیگلا در فرآورده‌های گوشتی تازه و منجمد (۳ تا ۱۰ KGy).

۳ـ بهبود راندمان استخراج در مورد آب میوه‌جات (۲ تا ۷ کیلو گری دوز مجاز است) لازم به توضیح است که اهداف دیگر بویژه استریلیزاسیون محصول نیاز به دوزهای تشعشعی بسیار بالاتر داشته تا حدی که از حد مجاز تجاوز می‌کند. چون گفته شد Dvalue کلستریدیوم در حدود ۴ کیلو گری است، بنابراین اگر فرآیند D 12 به عنوان فرآیند استریلیزاسیون مبنا در نظر گرفته شود، نیاز به دوز تشعشعی در حدود ۴۸ کیلو گری خواهد داشت که بسیار بالاتر از حد مجاز است پس فرآیند تشعشع برای استریلیزاسیون و از بین بردن آنزیم‌ها هیچگاه مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.

+ نوشته شده در  شنبه یازدهم دی ۱۳۸۹ساعت ۰:۵۴  توسط مینو شهرستانی  |  نظر بدهید

کنسرو کردن مواد غذایی

کنسرو کردن مواد غذایی

پر کردن در بسته Filling:  پر کردن ماده اولیه در ظرف یا بسته مورد نظر یکی از مراحل مهم کنسروسازی است که از جنبه‌های کمی و کیفی مورد توجه و اهمیت می باشد. لازم است ماده اولیه پر شده در بسته‌های مختلف یک مرحله تولید (batch) کاملاً یکنواخت باشد و بارم حرارتی آنها کاملاً حساب شده باشد. زیرا در غیر اینصورت هنگام پخت و استریلیزاسیون مقداری از محصول پر شده در قوطی ممکن است در اثر حرارت متلاشی شده و قسمت دیگر سفت و نپخته باقی بماند. بعلاوه حجم محصول پر شده در قوطی بایستی در حد معینی باشد. اگر قوطی‌ها بیشتر از حد پر شوند در مرحله فرآیند حرارتی موجب افزایش فشار داخل قوطی شده و افزایش فشار ممکن است بحدی برسد که موجب باز شدن اتصالات قوطی گردد. از طرفی اگر قوطی‌ها کمتر از حد لازم پر شوند هنگام سرد کردن بخار آب موجود در فضای خالی بالای آنها ناگهان کندانسه شده و بعلت خلاء حاصل قوطی‌ها به داخل کج شوند که چنانچه در محل درزها باشد به آنها آسیب رسانده موجب نشتی شدن قوطی می‌گردد. در بیشتر موارد پر کردن در بسته شامل دو مرحله است. یکی پرکردن مواد جامد یا نیمه جامد  و دیگری پر کردن مواد مایع. قسمت مایع برای جلوگیری از چسبیدن قطعات به جدار داخلی قوطی در هنگام فرآیند حرارتی اضافه می‌شود و معمولاً از ۳ نوع مختلف با توجه به فرآورده مورد نظر است:

۱ـ برای فرآورده‌های گوشتی و ماهی قسمت مایع نوعی روغن است یا brain مخصوص.

۲ـ برای فرآورده‌های سبزی قسمت مایع نوعی آب نمک یا brain است.

۳ـ برای فرآورده‌های میوه‌ها قسمت مایع نوعی شربت است که نوع و فرمول هریک باتوجه به نوع ماده غذایی کم و بیش متفاوت است.

مجموع قطعات جامد و قسمت مایع بطور متوسط بایستی حدود ۹۴% حجم بسته را پر کند و ۶% حجم باقیمانده باید برای جمع شدن بخار آب و تامین خلاء لازم خالی بماند.

تخلیه هوا و گازها Exhusting: یکی از مراحل مهم کنسروسازی خارج کردن هوا و گازهای موجود در بسته کنسرو قبل از انجام عمل درب‌بندی است. انجام این عمل به دلایل زیر ضروری است:

۱ـ کم کردن فشار داخل قوطی که در اثر حضور هوا و گازها در محتوی بسته ممکن است مقدار آن زیاد شده و موجب آسیب مکانیکی به قوطی شود.

۲ـ خارج کردن اکسیژن از محتوی قوطی که در صورت یاقیماندن در محیط موجب تسریع اکسیداسیون محصول و زنگ‌زدگی بدنه داخلی قوطی می‌گردد.

۳ـ ایجاد خلاء نسبی پس از سرد شدن قوطی که موجب می‌شود انتهای قوطی حالت کمی مقعر پیدا کرده متورم به نظر نرسیده و مشکوک به فساد قلمداد نشود. بعلاوه در مورد شیشه وجود همین خلاء موجب می‌شود که از شل شدن درب جلوگیری شود و راه نفوذ میکروارگانیزم‌ها طی مراحل نگهداری بعدی مسدود بماند.

۴ـ وجود خلاء در مواردی که قوطی در مناطق حاره یا مرتفع نگهداری می‌شود از متورم به نظر رسیدن آن جلوگیری می‌کند.

۵ـ خارج کردن هوا و گازها به حفظ ارزش غذایی محصول خصوصاً ویتامین C کمک می‌کند. برای خارج کردن هوا و گازها از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود که مهم‌ترین آنها عبارتند از:

الف) خارج کردن غذا با استفاده از حرارت:

۱ـ حرارت دادن محتوی قوطی کمی قبل از بسته‌بندی که موجب انبساط هوا و گازها و خروج آنها از داخل محصول می‌شود و هوای آزاد شده در سطح قوطی هنگام درب‌بندی با بخار جایگزین می‌شود. در این روش حرارت عمل، موجب تسریع در عمل فرآیند حرارتی نیز می‌شود.

۲ـ حرارت دادن محصول قبل از پر کردن در قوطی Hot Filling

ب) خارج کردن هوا با استفاده از روش‌های مکانیکی: در این روش مواد غذایی بصورت سرد در بسته وارد شده و توسط ماشین درب‌بندی تحت اثر خلاء قرار گرفته. هوا و گازهای آن خارج شده در همین حالت درب‌بندی می‌شود. این روش بخصوص در مواردی که انبساط گازها و هوا و خارج شدن آنها از بافت محصول توسط حرارت موجب تخریب بافت آنها می‌شود مانند توت‌فرنگی (که در بافت خود دارای مقادیر زیادی هواست) مناسب است.

ج) خارج کردن هوا با استفاده از تزریق بخار: در این روش همزمان با قرار گرفتن درب قوطی روی بدنه مقداری بخار آب به داخل محصول محتوی آن تزریق می‌شود که موجب خارج شدن هوا و گازها می‌گردد و درون قوطی خلاء ایجاد می‌شود. این روش در مواردی که محصول در داخل شربت یا آب نمک بسته‌بندی می‌شود مناسب می‌باشد.

درب بندی قوطی‌های کنسرو Seaming: در ابتدای پیدایش صنعت کنسروسازی عمل درب‌بندی بوسیله لحیم‌کاری درزها انجام می‌گرفت. این روش ابتدایی بعدها با روش درب بندی ساده و سرانجام روش درب‌بندی مضاعف Double Seaming به شکل امروزی جایگزین گردید. درب‌بندی یکی از مهم‌ترین مراحل کنسروسازی است و چنانچه به نحو صحیح انجام نگیرد اثرات بسیار نامطلوبی بر روی کیفیت محصول خواهد داشت. عمل درب‌بندی قوطیهای کنسرو در دستگاه مخصوص به اسامی والس و فارس و سمیر Seamer نامیده می‌شود که بصورت دستی، نیمه اتوماتیک و تمام اتوماتیک کار می‌کند، انجام می‌گیرد.

فاکتورهای زیادی در کیفیت یک درب‌بندی صحیح دخالت دارند و این عمل در دو مرحله انجام می‌گیرد. در مرحله اول در اثر فشار قرقره‌های مرحله اول ماشین درب‌بندی قلاب‌های بدنه وسر شکل گرفته و قلاب، سرقلاب بدنه را می‌پوشاند در مرحله دوم قرقره های مرحله اول کنار رفته و قرقره‌های مرحله دوم وارد عمل شده و قلاب‌های در هم فرو رفته را تحت فشار قرار می‌دهند و قلاب‌ها روی همدیگر قرار می‌گیرند.

عوامل مؤثر در درب‌بندی:

درب‌بندی تابع عوامل زیادی است که مهم‌ترین آنها هنگام انجام عمل و پس از آن فهرست وار عبارتند از:

الف) عوامل اصلی شامل فرم لبه انتهایی درب و بدنه از نظر اندازه، طول، شعاع، ارتفاع، نوع و ضخامت درجه سختی ورق حلب، مقدار و نوع کامپاند و تنظیم صحیح دستگاه درب بندی که در تشکیل صحیح درزها مؤثرند.

ب) عوامل غیر فرآیندهای مختلف مانند میزان پر یا خالی بودن قوطی، درجه حرارت فرآیند، میزان فشار اتوکلاو و نحوه سرد کردن قوطی‌ها که در آسیب‌های بعدی درزبندی مؤثرند.

پ) عوامل پس از فرآیند مانند ضربات وارده به قوطی طی حمل و نقل و نگهداری در شرایط نامساعد جوی.

فرآیند حرارتی کنسروها: به دو منظور صورت می‌گیرد:

۱ـ پخت محصول:

برای پخت فرآورده‌های مختلف باتوجه به مقاومت آنها در مقابل حرارت از دو روش زیر استفاده می‌شود.

الف) حرارت دادن و پختن محصول قبل از بسته‌بندی: در این مورد محصول خارج از بسته تا حدی حرارت داده می‌شود که پس از پر کردن در قوطی و حرارت استریلیزاسیون پخت آن کامل گردد. از حرارت دادن بیش از حد محصول در این مورد بایستی جلوگیری شود. زیرا اثرات سوئی بر روی ارزش غذایی محصول داشته و موجب اتلاف انرژی نیز می‌گردد. برای پخت محصول معمولاً از دیگ‌های دوجداره مخصوص استفاده می‌شود که بخار آب بین دو جداره در جریان بوده و حرارت خود را به محصول منتقل می‌کنند. برای تسریع عمل دیگ‌های پخت مجهز به همزن می‌باشند.

ب) حرارت دادن و پختن محصول در داخل بسته: در این صورت محصول بسته‌بندی شده و زمان پخت آن براساس درجه حرارت و زمان استریلیزاسیون محاسبه می‌گردد. چنانچه محصول در زمان و درجه حرارت استریلیزاسیون به حد کافی پخته شود نیازی به حرارت اضافی نخواهد بود. در غیر اینصورت لازم است علاوه بر زمان و درجه حرارت استریلیزاسیون محصول برای مدت بیشتری حرارت داده شود. این روش معمولاً در مواردی مورد استفاده قرار می‌گیرد که زمان و درجه حرارت پخت و استریلیزاسیون اختلاف چندانی ندارد. حرارت دادن مواد غذایی در داخل بسته به منظور پخت بدلیل کند بودن انتقال حرارت کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۲ـ حرارت دادن به منظور استریلیزاسیون محصول: قوطی‌های کنسرو پس از تولید لازم است برای مدت‌های طولانی قابل نگهداری باشند برای این منظور بایستی عاری از عوامل موثر در فساد و من‌الجمله میکروارگانیزم‌ها باشند و حرارت استریلیزاسیون بایستی تا حدی باشد که مقاوم‌ترین میکروارگانیزم‌های احتمالی موجود در محتوای قوطی‌ها را نابود سازد. مجموعه زمان و درجه حرارت در استریلیزاسیون را بارم استریلیزاسیون می‌گویند که در کنسروسازی معمولاً براساس مقاومت حرارتی اسپور کلستریدوم بوتولینیم (لنیم) محاسبه می‌گردد. اما به طور کلی زمان و درجه حرارت پخت و استریلیزاسیون در مورد هر محصول و هر نوع بسته لازم است جداگانه مورد محاسبه قرار گیرد. نحوه عمل به این ترتیب است که در نقطه سرد تعدادی از قوطی‌های کنسرو مورد آزمایش، ترموکوپل مناسب تعبیه نمود و آنها را همراه با سایر قوطی‌ها در نقاط مختلف اتوکلاوهای مخصوص استریلیزاسیون قوطی‌ها قرار داد. از شروع عمل تا رسیدن محصول به درجه حرارت استریلیزاسیون را Come up time گویند که این زمان بایستی به زمان لازم برای از بین رفتن اسپورها در حرارت ثابت استریلیزاسیون اضافه شود.

دستگاه‌ها و روش‌های حرارت دادن کنسروها:

۱ـ پاستوریزاتور: از این دستگاهها برای سالم سازی غذاهای اسیدی مانند سس و ترشی‌جات که نیاز به استریلیزاسیون در حرارت  سانتی‌گراد ندارند و فرآورده‌های گوشتی که بطور کامل استریل نمی‌شوند و زمان نگهداری محدود دارند، استفاده می‌شود. این دستگاهها به اشکال مختلف ساخته شده‌اند که تانک‌های فولادی و اتوکلاوهای عمودی از آن جمله‌اند. قوطی‌ها یا شیشه‌های محتوی محصول درون سبدهای مخصوص قرار گرفته وارد حمام آب گرم شده و پس از طی زمان لازم خارج می‌شوند. عمل سرد کردن را می‌توان در داخل همین دستگاهها با جایگزین کردن آب سرد با آب گرم انجام داد. این دستگاهها به شکل پیوسته یا غیرپیوسته مورد استفاده می‌باشند که در روش پیوسته طول تانک حدود ۳۰ متر و عرض آن ۴ متر می‌باشد و عمق آن یک متر است و در این صورت با تنظیم سرعت حرکت قوطی‌ها می‌توان زمان و درجه حرارت برای پاستوریزاسیون را تنظیم نمود. در نوع دیگر این دستگاهها آب گرم روی قوطی‌ها یا شیشه‌ها پاشیده می‌شود و یا بسته‌ها در معرض آب گرم قرار می‌گیرند.

در این روش که بیشتر بصورت پیوسته می‌باشد که سیستم نقاله قوطی‌ها یا بطری‌ها را حمل می‌کند و در قسمتی از سیستم در معرض آب داغ یا بخار داغ قرار می‌دهند. به منظور صرفه‌جویی در انرژی معمولاً قوطی‌ها یا شیشه‌های محتوی محصول ابتدا وارد آب مرحله سردکردن محصول پس از پاستوریزاسیون شده و ابتدا تا حدی گرم می‌شود که این امر خصوصاً در مورد شیشه‌ها حائز اهمیت است و از وارد شدن شک حرارتی و در نتیجه شکسته شدن آنها جلوگیری می‌شود که معمولاً در صورتی که اختلاف درجه حرارت شیشه و محتوی آن با آب یا بخار آب بیش از ۳۵ درجه باشد احتمال شکسته شدن شیشه وجود دارد.

۲ـ ریتورت‌ها Retorts: این دستگاه از سال ۱۸۷۶ به صنایع کنسرو معرفی شده و مورد استفاده قرار گرفت که دو دسته از آنها بیشتر در صنایع کنسرو متداول است که در گذشته بیشترین روش‌ها برای پخت و استریلیزاسیون بوده که هنوز هم در کشورهای در حال توسعه وجود دارد.

دسته اول ریتورت‌ها با بستر ساکن Still Retorts: از این دسته بیشتر برای استریلیزاسیون مواد غذایی جامد که در داخل قوطی فاقد حرکت هستند استفاده می‌شود اما برای سایر موارد هم قابل استفاده است. برای کاربرد آنها جهت موارد اول درجات حرارت بالاتر از  سانتی‌گراد کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد زیرا داغ شدن زیاد از حد جدار قوطی باعث می‌شود که مواد غذایی بخصوص مواد غذایی جامد به جدار قوطی بچسبد. در این روش نقطه سرد قوطی خیلی دیر به حرارت استریلیزاسیون می‌رسد. زیرا هدایت حرارت بایستی از طریق هوا با جسم جامد صورت گیرد که در مقایسه با مایعات کندتر است. بنابراین زمان استریلیزاسیون نسبتاً طولانی است. ریتورت‌های این گروه ممکن بصورت افقی یا عمودی باشند.

معایب این گروه:

الف) راندمان کار آنها کم می‌باشد و همزمان لازم است از تعداد زیادی از آنها استفاده شود.

ب) احتمال اشتباه شدن و مخلوط شدن قوطی‌های فرآیند شده و نشده وجود دارد.

پ) مصرف بخار آب در آنها به مراتب بیشتر از روش پیوسته است.

ت) مصرف آب نیز در این روش بسیار بالا است.

ریتورت‌ها با بستر متحرک: از سال ۱۹۵۰ مورد استفاده قرار گرفت. در این دسته محتوای قوطی‌های در حال حرارت دیدن حرکت می‌کنند  و در نتیجه عمل نفوذ و هدایت حرارتی بداخل محصول بهتر و سریعتر انجام می‌گیرد. استریلیزاسیون در زمان کوتاه‌تری صورت گرفته و اثرات تخریبی حرارت در محصول کمتر است. فضای خالی بالای قوطی به حرکت چرخشی و جابجایی محصول در قوطی کمک می‌کند.

هیدروژن یا استریل کننده هیدرواستاتیکی از سال ۱۹۶۶ برای استریلیزاسیون کنسروها مورد استفاده قرار گرفت و نوعی روش استریلیزاسیون پیوسته و بهترین نوع شناخته شده آنهاست. دستگاه از طرحی W شکل تشکیل شده و دارای ستون مرتفعی از آب به ارتفاع حدود ۱۲ متر است که فشاری معادل ۱۵ psi بر پایه خود وارد می‌کند و در این صورت اگر از بخار استفاده شود در اثر این فشار درجه حرارت آن به حدود  خواهد رسید و بنابراین با تنظیم زمان تماس محصول با حرارت و فشار مناسب می‌توان عمل استریلیزاسیون را انجام داد. اما حداکثر درجه حرارت استریلیزاسیون در این روش  می‌باشد. قوطی‌های پر شده توسط نقاله مخصوص از یک بازوی دستگاه که محتوی آب داغ است وارد شده مرحله گرم شدن اولیه را تا رسیدن به درجه حرارت استریلیزاسیون طی می‌کند. بعد وارد اتاقک بخار در قسمت وسط دستگاه شده و ضمن حرکت از پایین به بالا و بالعکس مدت معینی را در درجه حرارت استریلیزاسیون طی می‌کند. سپس وارد بازوی دیگر شده مرحله سردشدن اولیه را گذرانده و بتدریج سرد می‌شود و در انتها از حوضچه آب گذشته و تا حد لازم یعنی حدود  سرد می‌شود و از آنجا وارد اتاق برچسب‌زنی و انبار نگهداری می‌شود. سیستم هیدروژن از نظر اقتصادی کاملاً مقرون به صرفه بوده و کاربرد آن تا حدود ۵۰% در هزینه بخار و ۷۰% در هزینه آب موجب صرفه‌جویی می‌شود. بطور پیوسته کار می‌کند و ظرفیت تولید مقادیر بسیار زیادی از محصول را داراست.

استریلیزاسیون بوسیله هوای داغ در فشار اتمسفر: در این روش که اولین بار در سوئد برای استریلیزاسیون کنسرو شیر بکار گرفته شد ابتدا شیر قبل از بسته‌بندی مرحله گرم کردن مقدماتی را گذرانده سپس در قوطی بسته‌بندی شده با سرعت حدود  وارد اتاقک هوای داغ حدود  و با جریان ملایم می‌گردد و در آنجا بعلت قرار گرفتن در معرض هوای داغ استریل می‌شود. زمان استریلیزاسیون در این روش حدود ۱۵ دقیقه است که پس از آن قوطی‌ها سرد می‌شوند. ظرفیت این روش محدود بوده و در سیستم‌های جاری ظرفیت آن تنها به حدود ۳۲۰۰ قوطی در ساعت است.

استریلیزاسیون خارج از بسته Aseptic Canning: محدودیت‌ قوطی‌های فلزی از یک طرف و حساسیت پاره‌ای از مواد غذایی در مقابل اثرات تخریبی حرارت بر روی آنها موجب شده که روشهای حرارتی زمان کوتاه در درجه حرارت بالاتر باشند که روز به روز طرفداران بیشتری در صنایع غذایی پیدا می‌کند که حتی می‌توان با پیشرفتهای زیادی که انجام گرفته زمان استریلیزاسیون را به ثانیه و حتی به اعشار ثانیه رساند. در این روشها ابتدا مواد آماده شده جهت تولید کنسرو خارج از بسته با دستگاه‌های تبادل حرارتی Heat exchanger تا حد درجه حرارت استریلیزاسیون حرارت داده شده سپس در محوطه استریل به طریق استریل در بسته‌بندی استریل پر شده و آماده عرضه به بازار می‌شود. برای ایجاد شرایط Aseptic هوای فشرده استریل وارد محفظه می‌شود. به این ترتیب زمان لازم برای نفوذ حرارت به داخل بسته‌ها و از آنجا به نقطه سرد قوطی حذف شده و در نتیجه زمان استریلیزاسیون به مقدار زیادی کاهش می‌یابد و کیفیت محصول تا حد زیادی محفوظ باقی می‌ماند. به طور کلی مزایای این روش عبارتند از:

۱ـ کاهش زمان استریلیزاسیون و در نتیجه حفظ کیفیت محصول و صرفه‌جویی در مصرف انرژی.

۲ـ عدم وابستگی به قوطی‌های فلزی و امکان استفاده از بسته‌های پلاستیکی و حتی نایلونی.

۳ـ امکان استفاده از بسته‌های بسیار بزرگتر برای مصرف در مراکز تغذیه گروهی.

۴ـ امکان استفاده از بسته‌های برگشت‌پذیر و در نتیجه حجم زباله‌ها کم می‌شود و کاهش آلودگی محیط‌زیست.

۵ـ حذف قسمت عمده‌ای از هزینه‌های بسته‌بندی.

تعیین زمان ماندگاری کنسروها: Shelf life:  زمان نگهداری فرآورده‌های مختلف کنسروی با توجه به ترکیب آنها و شرایط نگهداری تفاوت دارد. به همین جهت تعیین مدت زمانی که طی آن تغییرات نامطلوب در محصول ایجاد نمی‌شود از دیدگاه  مصرف کننده و تولیدکننده حائز اهمیت زیادی است. برای این منظور لازم است بلافاصله پس از تولید هر محصولی که برای بار اول تولید می‌شود نمونه‌هایی از آن را انتخاب کرده و در شرایط مختلف دما و رطوبت قرار داده و در زمان‌های معین از نمونه‌های انتخاب شده نمونه‌های کوچکتری برداشته و مورد آزمایشهای لازم قرار دهیم. مهمترین این آزمایشها عبارتند از: آزمایش رنگ، بافت، طعم، مزه، بو، تغییرات فیزیکی، مقدار یون‌های فلزی، تغییرات جدار داخلی قوطی. این آزمایشها بایستی حداقل برای مدت ۳ سال در فواصل زمانی معین انجام گیرد تا بتوان از نتایج حاصل از آنها درباره زمان قابلیت نگهداری محصول قضاوت کرد.

قوطی‌های فلزی: هر قوطی فلزی از سه قسمت بدنه، سر و ته تشکیل شده است. سر و ته قوطی بصورت درب‌بندی مضاعف بسته می‌شود. یک طرف آن معمولاً توسط سازنده قوطی بسته می‌شود که ته می‌گویند و طرف دیگر آن در کارخانه تولید ماده غذایی و پس از پر کردن قوطی بسته می‌شود. شمش یا حلب ورق قوطی‌های کنسرو از جنس فولاد نرم با فرمول مخصوص و ضخامت حدود ۱/۰ تا ۲۵/۱ میلی‌متر می‌باشد.

قلع‌زنی یا اندود قلع: تا قبل از جنگ جهانی دوم قلع‌زنی به روش گرم یا فرو کردن ورق در قلع مذاب صورت می‌گرفت. در این روش مقدار زیادی قلع لازم است. با وجود این هنوز در موارد خاصی که ضخامت قلع بایستی در دو طرف یکسان باشد. از این روش استفاده می‌شود که ابتدا چربی سطح حلب ورق با اسید سولفوریک یا اسید کلریدریک گرفته می‌شود و وارد ظرف استوانه‌ای شکل می‌گردد و سطح آن ابتدا با کلرید روی و سپس با قلع مذاب در تماس قرار می‌گیرد و پس از آن با قشری از روغن پالم آغشته می‌گردد که از اکسیداسیون قلع گرم جلوگیری شود. باتوجه به محدودیت قلع در دنیا امروزه به جای این روش از روش‌های الکترولیتیکی استفاده می‌شود که در آن می‌توان یک یا دو طرف سطح حلب را با مقدار دلخواه قلع اندود نمود.

لاک قوطی: لاک در قوطی‌های کنسرو‌ بایستی دارای شرایط زیر باشد:

مقاوم به حرارت تا حدود  سانتی‌گراد به مدت دو ساعت.

مقاوم به اسیدها و بازها.

قدرت چسبندگی کافی.

مقاومت مکانیکی کافی.

بدون بو.

عاری از ترکیبات سمی و مضر.

برای میوه های اسیدی بی‌رنگ مانند هلو، گلابی، آناناس و غیره که نیاز به حضور قلع در قوطی دارند از قوطی با پوشش قلع استفاده می‌شود. سر و کف این قوطی‌ها ممکن است لاک‌دار باشند. اما قوطی‌های کنسرو قلع اندود برای بسته‌بندی پاره‌ای از مواد غذایی مناسب نیستند. زیرا ممکن است موجب تغییرات نامطلوبی در رنگ و طعم محصول بشود. بنابراین روی پوشش قلع یک لایه لاک از جنس رزین‌های:

رزین روغنی، آلکید رزین، وینیل سنتزی، اوگانوسول، وینیل آلکید، فنولیک، اپوکسی فنولیک، اپوکسی آمین، استرو آکریلیک، پوشش داده می‌شود.

برای ابن منظور با استفاده از استوانه‌هایی که سطح خارجی آنها با لاک مورد نظر آغشته می‌شود و عبور ورق از بین آنها لاک روی سطح حلب ورق قرار می‌گیرد. سپس حلب ورق لاک خورده در کوره قرار می‌گیرد تا لاک پخته شده و حلال آن جدا شود.

در مورد میوه‌های رنگی که دارای آنتوسیانید هستند مثل گیلاس، توت فرنگی، آلو قرمز و غیره از قوطی‌هایی که سطح آنها از لاک پوشیده شده استفاده می‌شود چون در غیر اینصورت در اثر تماس قلع یا آهن با آب این میوه‌ها سبب بی‌رنگی آنها می‌گردد. تجربه نشان داده است که حتی دو قسمت در میلیون آهن در یک قوطی کنسرو توت فرنگی کافی است تا رنگ آنرا زایل کند. وجود منافذ ریز لاک نخورده در سطح قوطی موجب تماس بین آب و یا عصاره میوه با قلع و آهن شده و به تدریج سبب جدا شدن لاک می‌شود. برای مقابله با این وضع بهتر است از دو پوشش لاک استفاده شود. به علاوه با استفاده از ۲ پوشش لاک می‌توان علاوه بر کمپوت میوه‌های اسیدی برای بسته‌بندی ترشی‌ها خیار شور ـ خیار ترشی هم از قوطی فلزی استفاده نمود.

در مورد فرآورده‌های گوشتی لاک مناسب با توجه به وجود گوگرد در اسیدهای آمینه گوگردی پروتئین در گوشت انتخاب می‌شود. برای مواد گوشتی بدون مایع (روغن یا سس مایع) مانند گوشت چرخکرده و گوشت قطعه قطعه شده جهت جلوگیری از سیاه شدن جدار داخلی قوطی در اثر گوگرد از لاک با رزین فنولیک و یا لاک توأم با اپوکسی فنولیک استفاده می‌شود که دارای اکسید روی می‌باشد. این ماده با گوگرد ترکیب شده تبدیل به سولفور روی می‌شود که بی‌رنگ بوده و به علاوه در مقابل پلی فسفات‌ها و ترکیبات مواد افزودنی نیز مقاوم تر است.

با افزودن آلومینیم به لاک می‌توان از سیاه شدن جدار قوطی جلوگیری نمود. زیرا این ماده نیز سولفور قلع را پوشانده مانع دیده شدن آن می‌شود.

در قوطی‌های محتوی مواد گوشتی توأم با مایع مثل نخود ـ لوبیا ـ ماهی و انواع سوپ هنگام استریلیزاسیون ترکیبات گوگرددار به سطح آمده و هنگام باز نمودن قوطی بوی نامطبوع به مشام می‌رسد. برای جلوگیری از این نقیصه می‌توان از لاک‌ها ائورزین که حاوی اکسید روی هستند استفاده نمود. این نوع لاک موجب می‌شود که گوگرد با اکسید روی ترکیب شده و رسوب سفید رنگی حاصل شود. لازم به ذکر است که مواد اسیدی نبایسی با اکسید روی در تماس باشند چون از ترکیب آنها با روی، استات روی حاصل می‌شود که مضر است. همچنین از لاک‌هایی که محتوی اکسید روی هستند نباید برای قوطی‌هایی که دارای قطعات گوشت جامد هستند استفاده شود چون در این حالت قطعات گوشت به لاک چسبیده و تغییرات نامطلوبی را موجب می‌شود.

کنترل کیفی و بازرسی ظاهری قوطی: برای بازرسی ظاهری قوطی‌ها لازم است ابتدا برچسب کاغذی قوطی را جدا نموده تا بدنه قوطی و درزهای آن کاملاً آشکار شود. سپس قوطی بدون برچسب را بایستی مورد معاینه قرارداد و به جستجوی معایب زیر پرداخت.

۱ـ زنگ‌زدگی: Rust: در این حالت چنانچه پس از زدودن زنگ از سطح قوطی سوراخ ظاهر شود، در این صورت احتمال فساد محتوی قوطی زیاد است. اما چنانچه زنگ‌زدگی زیاد باشد اما هنوز موجب باز شدن حفرات نشده باشد لازم است محتوی قوطی هر چه زودتر به مصرف برسد زیرا به زودی ممکن است قوطی‌ها نشتی یافته و فاسد شوند. لازم به تذکر است که قوطی‌های مورد نظر برای عرضه در مناطق مرطوب با نگهداری طولانی مدت باید یا دو طرفه قلع اندود شوند و یا سطح خارجی آنها با یک لایه لاک مقاوم شود. خصوصاً در مواردی که محتوی داخل قوطی‌ خشک باشد. باید توجه داشت که زنگ‌زدگی در زیر برچسب زیادتر است زیرا در اثر مرطوب شدن کاغذ برچسب و جاذب رطوبت بودن مواد محتوی چسب، زنگ‌زدگی اتفاق می‌افتد که با رنگ کردن کاغذ برچسب می‌توان به وضوح بیشتر زنگ‌زدگی را مشاهده نمود.

۲ـ تورم قوطی: Swell: حالتی است که سر یا کف برآمده و تورم پیدا می‌کند. تورم در قوطی‌ها در اثر یکی از عوامل زیر است:

a ـ وجود میکروب‌ها در قوطی و رشد و نمو آنها که چنانچه منجر به تولید گاز شود، قوطی متورم می‌شود که این نوع متورم را تورم بیولوژیک می‌گویند.

bـ انجام فعل و انفعالات شیمیایی بین آهن جدار قوطی با اسیدهای آلی و اسید فسفریک که در این حالت مقداری گاز هیدروژن ایجاد شده و منجر به تورم می‌شود که این تورم را تورم هیدروژنی یا تورم شیمیایی می‌گویند.

cـ افزایش فشار عمومی بر اثر یخ‌زدگی محتوای قوطی که در این حالت آنرا تورم سرد می‌گویند.

dـ وجود گاز یا هوا در داخل سلول‌های گیاهی و محتوای قوطی یا هوای محبوس شده در فضای خالی قوطی که در اثر عمل Exhust خارج نشده باشد.

eـ تغییرات جوی محل تولید و مصرف. مثلاً چنانچه محصول در کنار دریا یا مناطق پست تولید شده و به مناطق مرتفع انتقال یابد در این حالت در اثر فشار کم هوا در ارتفاعات، قوطی به صورت متورم به نظر می‌رسد (کنسرو کوهنوردان).

fـ عدم وجود یا کم بودن مقدار فضای بالای قوطی  و به عبارت دیگر پر بودن بیش از حد قوطی که طی فرآیند حرارتی موجب تورم قوطی می‌شود و ممکن است پس از سرد کردن قوطی تورم به حالت عادی بر نگردد. در هر حال تورم قوطی از هر نوع که باشد دارای یکی از حالات زیر است:

الف ـ Hard Swell یا تورم عمومی قوطی که با فشار هم به حال اول بر نمی‌گردد و گاهی ممکن است منجر به انفجار قوطی شود. این نوع تورم بیشتر در اثر رشد کلستریدوم و ایجاد H۲ و Co۲ و تولید هیدروژن سولفوره و بوی بد اتفاق ‌افتد.

ب ـ Swell Swell که در آن دو طرف قوطی برآمده است و با فشار به طور کامل به حالت اول بر نمی‌گردد.

ج ـ Soft Swell که با فشار به حالت عادی بر می‌گردد اما پس از رفع فشار دوباره به حالت اول برگشته و متورم به نظر می‌رسد.

دـ Springer عبارتست از تورم یک طرف سر و یا کف که با وارد کردن فشار تورم به طرف دیگر منتقل می‌شود.

ت ـ Flipper که تورم یک طرفه قوطی است که با ضربه سریع به حالت اول بر می‌گردد. گاهی در این حالت قوطی ظاهراً سالم به نظر می‌رسد زیرا هنوز مقدار گاز ایجاد شده خلاء را خنثی نکرده است.

۳ـ Panelling

۱۰ـ اندازه‌گیری میزان فشار یا خلاء قوطی

۴ـ Peaking

۱۱ـ پس از باز کردن قوطی

۵ـ Bucking

۱۲ـ تغییرات زنگ‌زدگی قوطی

۶ـ Lip , Vee , Droop

۱۳ـ Stack Burning

۷ـ Wrinkle

۱۴ـ تغییر رنگ Discoloration

۸ـ نشت Leakage

۱۵ـ رسوبات کریستال مانند

۹ـ کنسرو کوهنوردان

۱۶ـ آزمایش شیمیایی قوطی کنسرو

۴ـ Paneling: حالتی که در آن بدنه قوطی در اثر تغییرات فشار داخل و خارج بطرف داخل شیب دار شود که اگر شیب در قسمت درز بدنه باشد موجب باز شدن درز و نفوذ عوامل فساد به داخل قوطی می‌گردد. چنانچه تورفتگی در محل برچسب باشد موجب خالی شدن پشت برچسب و در نتیجه پارگی آن می‌شود. این نقیصه بیشتر در قوطی‌های بزرگ ظاهر می‌شود که در آنها خلاء نسبتاً بالایی وجود داشته باشد. چون پس از رفع فشار اتوکلاو و سرد شدن محتوای قوطی خصوصاً اگر این کار بسرعت انجام گیرد در اثر کم شدن فشار داخل قوطی، بدنه آن بداخل خم می‌شود.

۴ـ Peaking: این نقیصه روی درب ظاهر می‌شود و مربوط به تغییرات فشار است و در ضعیف ترین نقطه درب ظاهر می‌شود و مربوط به تغییر فشار بوده و در اثر کاهش سریع فشار بخار اتفاق می‌افتد. در اثر این عمل فشار داخل قوطی که در اثر حرارت افزایش یافته بالا می‌ماند و موجب متورم باقی ماندن درب می‌شود و گاهی به همان حال باقی مانده و پس از سرد شدن به حالت اول برنگشته و قسمتی از درب قوطی باد کرده به نظر می‌رسد اما با فشار به حال اول بر می‌گردد. با وجود این امکان نشتی شدن قوطی در اثر این حالت وجود دارد.

۵ـ Bucking: در این حالت شکل طبیعی قوطی از دست رفته و کج می‌شود. این حالت ممکن است در اثر پر بودن بیش از حد، فشار زیاد ناشی از عوامل مختلف، عدم کفایت فرآیند حرارتی و در نتیجه فساد وارد شدن ضربات فیزیکی به قوطی و یا کمی مقدار محتوی قوطی اتفاق افتد.

۶ـ Lip , Vee , Droop: در اثر نقص در ماشین درب‌بندی و افزایش فشار قرقره‌ها و یا بالابودن مقدار لحیم درزبندی، روی انتهای بدنه قوطی امواج منفرد به شکل V و یا یک انحنای نسبتاً عمیقی ظاهر می‌شود که نبایستی بیش از ۲۰% دور قوطی باشد.

۷ـ Wrinkle: گاهی در اثر نقص در ماشین درب بندی پس از ختم این عمل در قلاب سر یا بدنه امواج تناوبی شکل ظاهر شود که ممکن است قسمتی یا تمام طول آنرا در برگیرد که آنرا Wrinkle می‌نامند. در سیستم امریکایی برحسب شدت و ضعف این نقیصه آنرا به ده قسمت تقسیم می‌کنند. در درب‌بندی سالم میزان wrinkle صفر و در درب بندی که تماماً مواج است میزان wrinkle = 10 می‌باشد این ارقام را برحسب درصد قلاب که دچار نقص شده نیز نمایش می‌دهند.

۸ـ نشت قوطی Leakage: به هر یک از دلایل مربوط یا آزمایشات نشت‌یابی چنانچه در بدنه یا درزهای قوطی منافذی وجود داشته باشد که هنوز نشتی نشده و میکروب به داخل آن راه نیافته باشد، این حالت را Breather می‌نامند. برای تعیین این نقیضه با ابزارهای مخصوص مانند تلمبه دستی روی سر یا کف قوطی را حفره ایجاد می‌نمایند و مقداری هوا در آن می‌دمند سپس قوطی را داخل آب قرار می‌دهند. چنانچه در بدنه و درزهای قوطی منفذی وجود داشته باشد، مایع محتوی قوطی یا هوا از آن خارج می‌شود که کاملاً مشخص خواهد بود. دو نوع ابزار برای انجام این کار وجود دارد که عبارتند از: الف) تلمبه دستی ـ ب) تلمبه نیمه اتوماتیک.

۹ـ کنسرو کوهنوردان: باتوجه به اینکه در ارتفاعات فشار هوا کم می‌باشد از میزان خلاء داخل قوطی کاسته می‌شود و ممکن است قوطی سالم باد کرده به نظر برسد.

۱۰ـ اندازه‌گیری میزان فشار یا خلاء قوطی: قبل از بازکردن قوطی بایستی میزان فشار یا خلاء داخل آن اندازه‌گیری شود که این کار با دستگاه مانووکیومتر انجام می‌گیرد که همزمان می‌تواند فشار خلاء داخل قوطی را اندازه‌گیری نماید. پس از طی مراحل فوق بایستی قوطی را بازکرده و مراحل بازرسی را بشرح ذیل ادامه داد.

۱۱ـ پس از بازکردن قوطی ممکن است مشاهده شود که محتوی آن فاسد شده، در حالی که قبل از بازکردن قوطی باد کرده نبوده است. این نوع فساد را فساد بدون گاز یا Flat Sour یا ترش مسطح می‌گویند که در آن محتوی قوطی ترش و فاسد شده. این نوع فساد بیش‌تر مربوط به میکروب‌های ترموفیل می‌باشد که اغلب از طریق دستگاههای آلوده، گرد و غبار و ادویه‌ها وارد محصول شده و آنها را فاسد می‌نماید. مشخصه این نوع فساد PH پایین مربوط به فرمانتاسیون لاکتیک و بدون گاز و تورم است که گاهی موجب سیاه شدن بدنه قوطی نیز می‌گردد. میکروارگانیزم‌هایی که مؤثرند: باسیلوس پوآپولانژ ـ باسیلوس استئاروترموفیلوس در این فساد مؤثرند. این باکتری‌ها گرما دوست بوده و بنابراین حین حمل و نقل و نگهداری در گرما رشد کرده و موجب فساد می‌شوند. این نوع فساد گاهی در اثر سرد کردن طولانی هم اتفاق می‌افتد و همچنین ممکن است در اثر عدم فرآیند حرارتی استریلیزاسیون باکتری‌های مربوطه و یا اسپور آن‌ها در محصول باقی مانده و پس از مدت زمان نگهداری فعال شده و موجب فساد شوند. برای تأیید این نوع فساد لازم است اسیدیته محصول با روش‌های مناسب اندازه‌گیری شود.

۱۲ـ تغییرات زنگ‌زدگی قوطی: تغییرات از قبیل زنگ‌ز‌دگی سطح داخل قوطی که در اثر عدم تناسب بدنه قوطی با محتوای آن یا حضور اکسیژن در محتوای قوطی اتفاق می‌افتد. تغییر رنگ، بو و طعم محصول که در اثر فعل و انفعالات میکروبی و شیمیایی اتفاق می‌افتد و پس از بازکردن قوطی در اولین مرحله آشکار می‌گردد، معرف باقی ماندن اکسیژن در محتوای قوطی هم هست که با آهن بدنه قوطی وارد فعل و انفعال شده و موجب اکسید شدن آن می‌گردد. دستگاه مربوطه نوعی فشار و خلاءسنج است به نام بارووکیومتر که مجهز به سوزن نسبتاً ضخیمی است که در وسط آن سوراخی وجود دارد و در محل اتصال آن به بدنه قوطی واشر لاستیکی مخصوصی وجود دارد. هنگام آزمایش سوزن را با فشار وارد سر یا کف قوطی می‌کنند. اگر در محتوی قوطی گاز وجود داشته باشد با فشار کم و یا زیاد (بسته به مقدار آن) از طریق حفره سوزن وارد فشارسنج شده و عقربه مربوطه میزان آنرا نشان می‌دهد و اگر محتوای قوطی به میزان لازم یا کمتر یا بیشتر خلاء داشته باشد،

با کشیده شدن هوای موجود در ابزار به داخل قوطی میزان خلاء مربوطه قابل اندازه‌گیری است. قوطی سالم باید فاقد فشار بوده و میزان خلاء آن بسته به نوع محصول و اندازه قوطی تفاوت داشته باشد.

۱۳ـ Stack burnning: در اثر سرد نکردن به موقع قوطی‌های کنسرو با درجه حرارت لازم که حدود ۳۷ درجه سانتی‌گراد است و بعلت باقی ماندن محتوی قوطی در حرارت بالا برای مدتی پیش از حد لازم ممکن است بافت انها نرم شده و متلاشی گردد. در این حالت محتوی قوطی دارای بافت بدون شکلی بوده و حالت سوپ مانند و له‌شده‌ای به خود می‌گیرد که مطلوب نیست. همزمان تغییراتی در بو و طعم و رنگ محصول ایجاد می‌شود. این حالت بیشتر در فرآورده‌هایی که دارای بافت کم مقاومتی در مقابل حرارت هستند مانند نخود و لوبیا سبز، کمپوت پاره‌ای از میوه‌ها و گوجه‌فرنگی دیده می‌شود.

۱۴ـ تغییر رنگ Discoloration: تغییر رنگ قوطی‌های کنسرو در اثر عوامل مختلفی صورت می‌گیرد مهمترین این عوامل حضور یون‌های فلزی مانند آهن و مس است که در اثر حرارت بالای استریلیزاسیون موجب تیره شدن محتوی قوطی می‌گردد. زیرا در اثر حرارت گوگرد، از پروتئین‌های گوگردی آزاد شده و با آهن یا مس ترکیب می‌شود که سولفور آهن یا مس ایجاد می‌گردد که حضور آنها در بعضی از فرآورده‌ها مانند کنسرو ذرت نامطلوب است و برای جلوگیری از تشکیل آنها لازم است از قوطی با لاک مخصوص (لاک c) استفاده شود. خصوصاً در فرآورده‌های پروتئینی مثل گوشت، مرغ و ماهی و … یون قلع برعکس موجب بی‌رنگ شدن ترکیبات رنگی در پاره‌ای از فرآورده‌ها مثل کمپوت توت‌فرنگی، کمپوت گیلاس و آلبالو می‌شود که برای جلوگیری از آن لازم است از لاک R استفاده شود. تغییر رنگ محتوی قوطی‌های کنسرو ممکن است در اثر فعالیت میکروارگانیزم‌ها نیز اتفاق افتد که در فرآورده‌هایی مانند نخود و لوبیا سبز، ذرت، ماهی موجب سیاه شدن آنها شود.

۱۵ـ رسوبات کریستال مانند: در کنسرو بعضی از فرآورده‌های غذایی ممکن است کریستال‌های زرد رنگ یا شفاف تشکیل شود. این کریستال‌ها در اثر کنستانتره شدن بعضی از ترکیبات موادغذایی حاصل می‌شود که با اضافه کردن اسیدهای آلی می‌توان مانع تشکیل آنها شد. این کریستال‌ها اغلب زرد رنگ هستند و در کنسرو لوبیا سبز و پیاز بیشتر دیده می‌شوند و در فرآورده‌های انگور این کریستال‌ها شفاف هستند. این رسوبات در کنسرو میگو و ماهی سالمون هم دیده می‌شوند و حالت دانه‌ای دارند.

۱۶ـ آزمایش شیمیایی قوطی‌های کنسرو: در اثر فرایند ناقص ممکن است گونه های باسیلوس و کلستریدوم و مخمرها و کپک‌ها در محصول باقی مانده پس از رشد و نمو و تکثیر با تجزیه ترکیبات محصول خصوصاً هیدراتهای کربن، آنها تغییرات نامطلوبی در محصول ایجاد نمایند که با اندازه‌گیری، متابولیت این باکتری‌ها مشخص می‌گردد. تغییرات شیمیایی ناشی از میکروارگانیزم‌ها عبارتند از:

سنتز اسیدهای آلی ـ گاز کربنیک ـ هیدروژن سولفوره ـ مرکاپتان ـ آمونیاک و غیره به علاوه آلودگی محتوی کنسروها به فلزات سنگین مانند جیوه ـ سرب ـ مس و … ممکن است که در مرحله‌ای از مراحل تولید اتفاق افتاده باشد یا از خود ماده اولیه و یا طی فرآیندهای مختلف بوجود آمده باشد.

+ نوشته شده در  شنبه یازدهم دی ۱۳۸۹ساعت ۰:۵۰  توسط مینو شهرستانی  |  نظر بدهید

اصول نگهداری مواد غذایی

اصول نگهداری مواد غذایی

 فساد و ضایعات مواد غذایی

به طور کلی هدف از نگهداری مواد غذایی که از زمان های دور بشر را به فکر ابداع شیوه های مختلف نگهداری محصولات غذایی انداخت  جلوگیری از فساد و ایجاد تغییرات نا مطلوب در مواد غذایی بود که در زمان ها و مکان های مختلف مورد نیاز بشر بوده اند. پدیده فساد به مجموعه تغییرات نامطلوبی که باعث کم مصرف و یا غیر قابل مصرف شدن محصولات غذایی اطلاق می گردد و با این مفهوم این تغییرات ممکن است از جهات شیمیایی فیزیکی و میکروبی رخ دهند. به همین دلیل پدیده فساد انواع مختلفی دارد که مهم ترین آنها عبارتند از فساد شیمیایی و بیوشیمیایی،  فیزیکی و میکروبی .

برای نگهداری هر محصول غذایی و انتخاب بهترین شیوه نگهداری آن محصول، در درجه اول به چند نکته اصلی که حائز اهمیت است بایستی توجه داشت:

۱-                       خصوصیات شیمیایی و فیزیکی و فیزیولوژیکی آن ماده اولیه غذایی.

۲-                       امکانات موجود از نقطه نظر صنعتی و ذائقه مصرف کننده.

۳- عوامل فسادی که بطور مشخص آن ماده غذ ایی را تهدید کرده و هدف ما شیوه ای است که بتواند با آن عوامل فساد مقابله کند.

مهم ترین عوامل فسادی که محصولات غذایی را در معرض خطر قرار می دهند عبارتند از:

میکروارگانیزم ها – آنزیم ها – حشرات و جوندگان – درجه حرارت – درصد رطوبت – اکسیژن –   میزان اسیدیته (PH)- نور – زمان

زمان:

عامل زمان از یک سو فرصت زمانی است که در اختیار هر یک از عوامل فساد قرار داده می شود تا تغییرات نامطلوب خود را ایجاد کنندواز سوی دیگر بویژه در ارتباط با محصولات کشاورزی عامل زمان فاکتور برداشت محصول را که در قابلیت فساد محصول نقش تعیین کننده دارد، مطرح می نماید . به این مفهوم که کیفیت بسیاری از محصولات غذایی که در صنعت تولید می شود به طور مستقیم با ماده اولیه که در ابتدای خط تولید وارد شده، مرتبط می باشد . از سوی دیگر کیفیت این ماده اولیه بویژه در محصولات کشاورزی به زمان برداشت آن مربوط می شود . همان طوری که می دانید محصولات کشاورزی در طی رشد تا زمان برداشت آن ها دچار تغییر و تحولاتی می شوند که این تغییرات بویژه منجر به تغییر درصد رطوبت ماده اولیه می گردد . زمان برداشت محصول به گونه ای تعیین می شود که این درصد رطوبت به حد معینی رسیده باشد. به طوری که اولا” قابلیت برداشت آن را به نحو احسن فراهم آورده و کمترین درصد صدمه به ماده اولیه وارد آید و ثانیا” قابلیت نگهداری آن را در انبارهای نگهداری فراهم آورد . به عنوان مثال در دانه گندم معمولا” زمان برداشت زمانی است که درصد رطوبت به محدوده ۱۴-۱۶ درصد برسد . در صورتی که دانه گندم زودتر از این موعد برداشت شود درصد رطوبت آن بیشتر خواهد بود و در زمان برداشت دچار صدمات مکانیکی و حالت له شدگی می شود و اگر دیرتر از این موعد برداشت شود از آن جایی که دانه بیش از اندازه خشک شده، در اثر صدمات مکانیکی شکستگی داخلی در دانه بوجود می آید که این شکستگی از یک سو محیط مساعدی برای رشد میکروب ها می باشد و از سوی دیگر باعث تسریع فعالیت تنفسی دانه گشته و با مصرف نشاسته ارزش غذایی و صنعتی دانه گندم افت می کند . بنابر این زمان برداشت بطور غیر مستقیم فساد پذیر بودن ماده اولیه و کیفیت محصول نهایی را مورد بررسی قرار می دهد.

درصد رطوبت :

به طور کلی هنگامی که درصد رطوبت را به عنوان عامل فساد مورد توجه قرار می دهیم معمولا” آن را در قالب فاکتور فعالیت آبی یاaw  بررسی می کنیم. از نقطه نظر تئوریaw  عبارتست از نسبت فشار بخار آب ماده غذایی در یک درجه حرارت مشخص به فشار بخار آب خالص در همان درجه حرارت . فشار بخار آب ماده غذایی به این ترتیب بررسی می شود که اگر یک ماده غذایی را با درصد رطوبت معین در محیطی با درجه حرارت و رطوبت نسبی مشخص قراردهیم ماده غذایی با توجه به درصد رطوبتش و رطوبت نسبی محیط اطراف، یا رطوبت از دست میدهد و یا از محیط اطراف رطوبت دریافت می کند . در هردو حال در اثر ادامه تبادل رطوبت، زمانی می رسد که تعداد مولکول های تبادل شده در واحد زمان ثابت بوده و عملا” ماده غذایی با محیط اطراف خود به تعادل می رسد در این شرایط تعداد مولکول های بخار آبی که در محیط اطراف باقی مانده مقدار معین و ثابتی است که معرف فشار بخار آب ماده غذایی در دمای مورد نظر می باشد.

حال اگر ماده غذایی آب خالص باشد شرایط مشابه وجود دارد و نسبت این دو فشار بیانگر مفهوم فعالیت آبی خواهد بود. فاکتور فعالیت آبی به عنوان عامل فساد در قابلیت رشد میکروارگانیزم ها تاثیر مهمی دارد. بطوریکه میکروب ها را از نظر میزان فعالیت آبی مورد نیازشان به این ترتیب طبقه بندی می کنند:

 میزان فعالیت آبی بین ۰-۱ است .

باکتری های معمولی

۱-Normal bacteria       ۰.۹۱-۰.۹۸

مخمرهای معمولی

۲-Normal yeast          ۰.۸۸-۰.۹۱

کپک های معمولی

۳-Normal mold           ۰.۸-۰.۸۸

باکتری های نمک دوست

۴-Halophilic bacteria    ۰.۷۴-۰.۷۵

مخمر های غلظت دوست       (مربا)

۵-Osmophilic yeast       ۰.۶-۰.۶۵

کپک های اسپورزا              (غلات)

۶-Sporeforming mold      ۰.۶-۰.۹

محدوده های قید شده برای مقادیر فعالیت آبی مورد نیاز گروههای مختلف آبی تنها در شرایطی صادق است که دمای محیط متناسب با دمای اپتیمم رشد میکروب ها تنظیم شده باشد . بنابراین اگر دمای محیط از دمای اپتیمم فاصله گیرد میزان  awمورد نیاز میکروب با این محدوده ها تفاوت دارد و از آنجا که شرایط با خارج کردن دما از محدوده اپتیمم برای رشد میکروب نامساعد گشته بدیهی است میکروب برای قابل تحمل نمودن محیط به حداقل aw بیشتری نیاز خواهد داشت .بنابراین اگر به نوعی دمای محیط معادل با دمای اپتیمم هر میکروب نباشد حداقل awآن میکروب از مقادیر تئوری ذکر شده بیشتر خواهد بود. از این نکته جهت بهبود قابلیت نگهداری محصولات غذایی در سردخانه های بالای صفر بهره می گیرند. همانطوریکه می دانیم در سردخانه های بالای صفر، مواد غذایی مثل میوه جات و سبزیجات در دمای پایین بدون انجماد برای مدت نسبتا” کوتاهی نگهداری می شوند. یکی از مشکلات اصلی این سردخانه ها که باعث افت کیفیت محصول می شود تبخیر رطوبت سطحی محصولات است که باعث پژمرده شدن و خشک شدن سطحی آن می گردد. برای غلبه به این مشکل ضروری است رطوبت نسبی محیط داخل سردخانه افزایش داده شود تا از تبخیر رطوبت ماده غذایی جلوگیری گردد . اما با توجه به رابطه ای که بین رطوبت نسبی و فعالیت آبی ماده غذایی وجود دارد می توان دریافت که با افزایش رطوبت نسبی عملا” فعالیت آبی و نسبی زیاد می شود که خود می تواند عامل رشد میکروب ها باشد. با توجه به نکته ای که از تاثیر دما و میزان aw مورد نیاز میکروب ذکر شد رفع این مشکل نیز امکان پذیر می شود .بدین ترتیب که به عنوان مثال اگر دمای داخل سردخانه ۱۰ درجه سانتیگراد باشد می دانیم که با توجه به نوع میکروب های سایکروفیل فعال حداقل aw مورد نیاز این میکروبها معادل ۸/۰است .بنابراین حداکثر رطوبت نسبی که ممکن است در سردخانه فراهم گردد ۷۵% می باشد . چونکه رطوبت نسبی بیشتر خطر رشد میکروارگانیزمها را خواهد داشت. اما اگر دما را از ۱۰ درجه به ۲ درجه سانتیگراد کاهش دهیم  از آنجا که شرایط را نامساعد ساخته ایم بنابراین حداقل   awمورد نیاز تا ۹/۰ افزایش می یابد.

اکسیژن:

اکسیژن به شکلهای گوناگون با اجزای غذایی مختلف وارد واکنش می شود که عمدتا” به ایجاد و تولید محصولات نامطلوبی می انجامد. در ضمن اکسیژن نظیر رطوبت به منزله یک جزء لازم برای فعالیت اکثر میکروارگانیزهای مولد فساد محسوب می شود که بدون وجود آن انجام چنین فسادی اساسا” میسر نمی باشد. رشد و تکثیر میکروارگانیزمها در یک ماده غذایی بستگی به وجود عوامل اکسید کننده و احیاءکننده در این ماده غذایی دارد.این عوامل بترتیب شرایط را برای میکروارگانیزم های هوازی و بی هوازی مناسب می کنند.از وجود چنین حالتی در ماده غذایی تحت عنوان پتانسیل اکسید و احیاکنندگی آن ماده یاد می شود. قرارگرفتن یک ماده غذایی در معرض اکسیژن هوا، باعث افزایش این پتانسیل در سطح آن ماده می گرددو برحسب میزان توان این ماده برای مقابله با این اکسیژن، اکسیژن به درون ماده مزبور نفوذ می کند. به عبارتی می توان گفت که این پتانسیل تعیین کننده نوع میکروارگانیزم و همچنین شدت فسادی است که توسط میکروارگانیزم مربوطه می تواند ایجاد شود . البته در مواردی فعالیت یک نوع میکروارگانیزم باعث تغییر این پتانسیل تا آن حد می شود که شرایط برای فعالیت انواع دیگری از میکروارگانیزمها نامناسب گردد. مثلاً فعالیت میکروارگانیزمهای بی هوازی ممکن است این پتانسیل را تا حدی تغییر دهد که دیگر امکان فعالیت برای میکروارگانیزمهای هوازی وجود نداشته باشد. گذشته از نقش مهم اکسیژن در رشد و تکثیر میکروارگانیزمهای هوازی و هوازی اختیاری شاید آنچه نقش اکسیژن را در واکنشهای شیمیایی به عنوان یک عامل برجسته در فساد موادغذایی بیشتر مطرح می سازد، واکنش آن با بسیاری از ترکیبات غیراشباع و مشخصا”با روغنهای دارای پیوندهای دوگانه زیاد است که تولید مواد بدطعم و بدبویی را تاحد غیرقابل مصرف شدن ماده غذایی مربوطه به همراه دارد. واکنش اکسیژن با برخی از اجزای غذایی می تواند با ایجاد رنگ نامطلوب در ماده غذایی و همچنین کاهش ارزش تغذیه ای آن همراه باشد.

حرارت:

بی تردید گرما یا حرارت نقش اساسی در فساد ماده غذایی می تواند ایفا کند. گرما در درجه اول فراهم آورنده زمینه مساعد برای رشد و تکثیر و به دنبال آن فعالیت بیشتر میکروارگانیزمها می باشد. از طرفی بسیاری از واکنشهای شیمیایی تحت تاثیر درجه حرارت محیط بوده و افزایش درجه حرارت سبب تسریع انجام این واکنش می شود. با این تفاوت که برخلاف مورد آنزیمها که افزایش حرارت بتدریج می تواند بر روی خود آنزیم اثر سوء داشته و از سرعت واکنش آن بکاهد، در خصوص بسیاری از واکنشهای شیمیایی چنین اثر سوئی وجود ندارد و افزایش درجه حرارت همچنان سبب تسریع انجام چنین واکنشهایی می شود. البته حرارتهای پایین یا نسبتاً پایین نیز می تواند سبب ایجاد صدماتی در بعضی اقلام غذایی بشوند که در مباحث بعدی به آن اشاره می شود.

 آنزیمها:

میکروبها عمدتاً با آنزیمهای خود سبب کاهش کیفیت و فساد موادغذایی می شوند. اما خود ماده غذایی هم دارای آنزیمهایی است که آنها نیز می توانند سبب فساد و نابودی ماده غذایی شوند. در گیاه یا حیوان نوعی توازن مثبت از نظر آنزیمی در جهت ادامه حیات وجود دارد . اما بعد از ذبح حیوان یا برداشت محصول از مزرعه این توازن تقریبا” از بین می رود و فعالیت آنزیمی به شکل مخربی بر بافتهای غذایی اثر می گذارد. البته در موارد یا شرایطی این فعالیت آنزیمی می تواند نقش مثبتی را ایفا کند. مثل رسیدن میوه ها و یا ترد شدن گوشت تحت اثر آنزیمهای پروتئاز پروتئولیک. ولی به طور کلی آنزیمها در ردیف عوامل بسیار مهم فاسد و نابودکننده ماده غذایی محسوب می شوندو بایستی با بکارگیری روش های مناسب آنها را بی اثر و نابود کرد. نظر به اینکه آنزیمها در اصل ماهیتی پروتئینی دارند بنابراین عواملی که بر ویژگی ساختمانی پروتئین اثر می گذارد می تواند مانع فعالیت آنزیم شود. حرارت _ اسیدها_ بازها_ تابش یون ساز از جمله این عوامل هستند. اگرچه بعضی از آنزیمها در زیر نقطه انجماد ماده غذایی و یا در حرارت های بالا هنوز فعالیت در خور توجهی از خود نشان می دهند ولی معمولا” درجه حرارت مناسب برای اکثر آنها ۳۵ تا ۴۰ درجه سانتیگراد می باشد. البته بطورکلی بایستی توجه داشت که حرارت تا یک حد خاصی سرعت واکنش های آنزیمی را تشدید می کند. این رابطه درجه حرارت و سرعت واکنش که تحت عنوان ضریب درجه حرارت یا Q10 نامیده می شود به صورت زیر می باشد:

این ضریب معمولا” مابین ۴/۱ تا ۲ است . بدیهی است به ازای افزایش هر ۱۰ درجه سانتیگراد سرعت واکنش آنزیمی می تواند تا دو برابر افزایش یابد. چنانچه درجه حرارت از حد خاصی تجاوز کند بتدریج از میزان سرعت واکنش کاسته شده تا اینکه در حرارت های بالا به دلیل دناتوره شدن آنزیم اساسا” واکنش بطور کامل متوقف می گردد. بطورکلی مهمترین عامل فساد مواد غذایی میکروبها بوده و از نظر فساد بعد از میکروارگانیزمها در مقام دوم هستند. یک نکته در خور توجه این است که معمولا” شرایطی که باعث نابودی و یا توقف رشد و فعالیت میکروب ها می شود تقریبا” دارای چنین اثری در مورد بسیاری از آنزیم ها می باشد.

اسیدیته((PH:

اسیدیته ماده غذایی نقش مهمی در کنترل فعالیت میکروارگانیزمها –آنزیمها و انجام برخی از واکنش های خاص شیمیایی ایفا می کندو از نقطه نظر طبقه بندی مواد غذایی PH حائز اهمیت است. بطوریکه به عنوان مثال شدت عملیات حرارتی در کنسرو کردن مواد غذایی با توجه به PH آن هاتنظیم می گردد. بطورکلی مواد غذایی را میتوان از این نقطه نظر به چهار گروه تقسیم کرد:

۱- مواد غذایی کم اسید: PHاینها بین ۸/۶-۵ است. انواع گوشتها و فرآورده های لبنی و سبزیجات در این گروه هستند.

۲- مواد غذایی اسیدی: PHاین مواد بین ۵/۴-۷/۳ است. مثل هلو_ گلابی_ پرتقال _ گوجه فرنگی _ انجیر و آناناس .

۳- مواد غذایی بسیار اسیدی: این گروه شامل موادغذایی باPH کمتر از ۳/۲ می باشد. ترشی ها_ عصاره بعضی مرکبات و ریواس در این گروه قرار دارند.

۴- مواد غذایی قلیایی: این گروه تعداد کمی از موادغذایی را در بر می گیرند. موادغذایی دریایی که برای مدتی نگهداری شده اند و تخم مرغهای کهنه جزو این مواد می باشند.

از نقطه نظر PH مناسب برای گروههای مختلف میکروارگانیزمها، باید گفت که برای اکثر باکتری ها مقداراین PH در حدود خنثی یعنی ۷ می باشد. در مورد بیشتر مخمرها این رقم ۴ تا ۵/۴ است. کپک‌ها محیط‌های اسیدی را به خوبی تحمل می‌کنند و بسیاری از آنها در PH کمتر از ۴ نیز قادر به رشد و تولید مثل هستند. آنزیم‌ها در محدوده وسیعی از PH قادر به فعالیت می‌باشند.

به طور کلی PH = 5/4 دارای اهمیت خاصی است. زیرا در کمتر از این PH رشد باکتری خطرناک کلستریدیوم بوتولنیم متوقف می‌شود. از نظر اهمیت این PH می‌توان به عنوان مثال اسفناج با PH = 1/5 و کدوی قرمز با PH = 21/4 را در نظر گرفت که PH آنها یکی کمتر از ۵/۴و دیگری بیش از ۵/۴ است.

زمان لازم برای از بین بردن اسپورهای این باکتری در اسفناج ۲۰۰ تا ۲۲۵ دقیقه درصورتی که برای کدوی قرمز ۴۵ دقیقه می‌باشد یعنی  زمان مربوط به اسفناج است. در بسیاری از مواد غذایی یک سیستم یا ویژگی بافری وجود دارد. بدین معنی که در این مواد بدلیل وجود ترکیبات خاصی از تغییر PH جلوگیری می‌شود. این ویژگی از نظر فعالیت میکرو ارگانیزم‌ها می‌تواند برحسب مورد، مفید یا غیر سودمند باشد. مثلاً در مورد برخی از فرآیندهای تخمیری که عمل تبخیر باید در PH خاصی صورت گیرد تا محصول مورد نظر به بهترین شکل و در حد زیادی تولید شود. عدم تغییر PH بسیار ارزشمند و مفید است.

میکروارگانیزم‌ها: در میان هزاران نوع میکروارگانیزم‌ شناخته شده تعداد بسیاری از آنها با مواد غذایی مرتبط هستند و سبب فساد ماده غذایی یا بیماری مصرف کننده آن می‌شود. البته بایستی توجه داشت که گونه‌های زیادی از این میکروارگانیزم‌ها در تولید  و نگهداری برخی از اقلام غذایی دارای نقش سودمندی هستند و مشخصاً به منظور بهره‌گیری از چنین نقشی در فرآیندهای غذایی از آنها استفاده می‌شود. محصولات لبنی نظیر پنیر و ماست مثالهای مشخصی در این خصوص می‌باشند. باکتری‌ها ـ مخمرها ـ کپک‌ها میکروارگانیزم‌هایی هستند که سبب تغیراتی در مواد غذایی می‌شوند. باکتری‌ها موجودات تک سلولی بوده که بسیاری از آنها را از نظر شکل ظاهری می‌توان به ۳ گروه کوکسی (کروی) – با سیل‌های میله‌ای و باکتری‌های مارپیچی شکل طبقه‌بندی کرد. حرکت بسیاری از باکتری‌ها توسط تاژک‌ها یا فلاژن‌ها تأمین می‌شود.

بعضی از باکتری‌ها، مخمرها و تمام کپک‌ها تولید اسپور می‌کنند که تحت شرایط مناسب جوانه‌زده و به سلول‌هایی با اندازه کامل به سلول رویشی تبدیل می‌شوند. اسپورها به شکل بارزی در مقابل حرارت، مواد شیمیایی و سایر شرایط نامناسب مقاوم هستند. اسپور باکتری‌ها به مراتب از اسپور مخمرها و کپک‌ها مقاوم‌تر بوده و در اکثر فرآیندهای نابودکننده میکروارگانیزم‌ها از سلول رویشی مقاومت بیشتری نشان می‌دهند. فرآیندهای استریلیزاسیون به گونه‌ای طراحی شده است که مشخصاً اسپورهای مقاوم باکتری‌ها را غیرفعال کند. باکتری‌ها از نظر اندازه بسیار کوچک هستند. اندازه قطر کوچکترین نوع گسترده آنها ۱۵/۰ میکرون و ۰۳/۰ میکرون می‌باشد. از این نظر است که منافذ ریزی نظیر منافذ پوسته تخم‌مرغ (بعد از جداشدن لایه موم مانند موسوم به کاتیکل از روی پوسته) یا منافذ بسیار ریز ایجاد شده روی قوطی‌های کنسرو شده می‌توانند به درون آنها نفوذ کنند. بطور کلی طول اکثر باکتر‌ی‌هایی که از نظر مواد غذایی مهم هستند، ۲ تا ۸ میکرون و قطر آنها ۵/۰ تا ۵/۲ میکرون می‌باشند. سلول‌های مخمر به مراتب بزرگتر از سلول‌های باکتری‌ها بوده و طول و قطر آنها بترتیب حدود ۲۰ و ۷ میکرون می‌باشد. اکثر مخمرها کروی یا بیضی شکل می‌باشند. کپک‌ها به صورت چند سلولی بوده و اجزای سازنده آنها در کپک‌های مختلف متفاوت می‌باشد. امروزه در حد وسیعی از کپک‌ها برای تولید موادی چون آنزیم‌ها استفاده می‌شود.

باکتری‌ها، مخمرها و کپک‌ها می‌توانند تمام اجرای مواد غذایی را مورد حمله قرار دهند. برخی سبب هیدرولیز کربوهیدارت‌ها و قندها می‌شوند. بعضی چربی را تجزیه و یا اکسید می‌کنند و پاره‌ای نیز با تجزیه پروتئین‌ها سبب ایجاد تعفن و گندیدگی در مواد غذایی می‌شوند. بعضی‌ها هم با ایجاد اسید باعث ترش شدن ماده غذایی شده و یا سبب تغییر رنگ و حالتی کف مانند در ماده غذایی می‌شوند. فعالیت‌ برخی از این‌ها همراه با تولید سم است که در این صورت ماده غذایی را سمی می‌کند. باکتری‌ها، مخمرها و کپک‌ها شرایط گرم و مرطوب را دوست دارند. از نظر شرایط مناسب حرارتی باکتری‌ها به سه گروه سایکروفیل ـ ترموفیل ـ مزوفیل تقسیم می‌شوند. حدود تغییرات حرارتی را برای این سه گروه نشان می‌دهیم. همانطور که می‌بینیم از نظر درجه حرارت رشد، رمز مشخصی را نمی‌توان برای این باکتری‌ها عنوان کرد. مثلاً درحالی که مناسب‌ترین درجه حرارت برای انواعی از مزوفیل‌ها ۳۰ تا ۳۵ درجه سانتی‌گراد است، اینها قادرند در حرارت ۵ درجه سانتیگراد و یا کمتر نیز به کندی رشد کنند . چه این میکروارگانیزم‌هایی را مزوفیل‌های سایکروتروف می‌نامند. بطور کلی اکثر باکتری‌ها جزو گروه مزوفیل‌ها می‌باشند و بایستی توجه داشت که اسپورهای بعضی از باکتری‌ها می‌توانند برای مدتی طولانی حرارت آب در حالت جوشیدن را تحمل کنند و سپس با کاسته شدن از درجه حرارت شروع به تکثیر نمایند.

                                          درجه اپتیمم

ترموفیل

۷۰ – ۴۵

مزوفیل

۴۵ – ۳۰

سایکروفیل

۳۵ – ۲۰

بعضی از باکتری‌ها و تمام کپک‌ها برای رشد خود احتیاج به اکسیژن دارند که از این نظر آنها را هوازی می‌نامند. بعضی دیگر از باکتری‌ها نیز در صورت عدم اکسیژن قادر به رشد هستند که این گروه را بی‌هوازی می‌نامند. بعضی نیز قادر به رشد در هر دو شرایط ذکر شده هستند که به آنها اختیاری می‌گویند. تولید مثل باکتری‌ها از طریق تقسیم سلولی بوده و حالت نمایی دارند. مثلاً اگر یک باکتری که زمان تقسیم یا تولید مثل آن ۳۰ دقیقه باشد این باکتری بعد از گذشت ۱۰ ساعت، حدود  می‌رسد. درصورتی که زمان تقسیم این باکتری ۶۰ یا ۱۲۰ دقیقه باشد تعداد باکتری‌های تولید شده برابر ۱۰۰۰ و ۳۲ خواهد بود چنین وضعی دلالت دارد بر اینکه تعداد کم بودن میکروارگانیزم‌ها در مواد اولیه و نگهداری مواد در شرایطی که امکان تکثیر برای میکروارگانیزم‌ها هیچ و یا کم باشد دارای اهمیت بسیار زیادی است.

نور: نور سبب نابودی برخی از ویتامین‌ها به ویژه C – A و B۲ می‌شود. اثر مشخص دیگر نور نابودی بعضی از اجرای رنگین مطلوب در مواد غذایی می‌باشد، البته بایستی توجه داشت که تمام طول موج‌ها در نور دارای اثر مخرب یکسانی نمی‌باشند. به طور کلی در طول موج کوتاهتر به دلیل انرژی بیشتر، نور می‌تواند اثر سوء بیشتری در ماده غذایی ایجاد نماید. مثل اکسیدشدن چربی‌ها در اثر تابش‌ ماوراء بنفش. برای حفاظت از آن دسته از مواد غذایی که به نور حساس می‌باشند به جاست از مواد بسته‌بندی غیرشفاف و تیره استفاده شود و یا حداقل موادی که طول موج‌های مخرب را از خود عبور ندهند.

حشرات ـ انگل‌ها و جوندگان: حشرات مشخصاً به دانه‌های غلات، میوه‌ها و سبزی‌ها آسیب جدی و سنگینی را وارد می‌سازند. در برخی از نقاط جهان میزان نابودی دانه‌های گیاهی تولید شده در سال ممکن است به بیش از ۵۰% برسد. حشرات نه تنها با حمله و خوردن دانه‌های غذایی بخشی از آنها را از بین می‌برند. بلکه با ایجاد منافذی در دانه‌ها شرایط را برای نفوذ باکتری‌ها، مخمرها، کپک‌ها به درون دانه‌ها فراهم می‌کنند که طبیعتاً می‌توانند صدمات و خسارات دیگری را به همراه داشته باشد. نکته‌ی مهم در مورد اثر حشرات بر دانه‌های غذایی این است که آنها علاوه بر نابودی کمی ماده غذایی در اثر فعالیت متابولیکی خود اثرات سوئی را در ماده غذایی بوجود آورده که از کیفیت ماده غذایی نیز می‌کاهد. این اثرات سوء ممکن است روی پروتئین‌ها کربوهیدرات‌ها، لیپیدها و ویتامین‌ها صورت گیرد. ایجاد چنین اثرات بدکیفی به این معنی است که مقادیر زیادتری از چنین دانه‌های صدمه دیده بایستی مصرف شوند تا اثر آن نظیر وقتی باشد که دانه‌های آسیب ندیده مورد مصرف قرار گیرند.

مشکل ناشی از جوندگان از دو جهت مطرح می‌شود: یکی خوردن و نابودکردن ماده غذایی است و دیگری آلوده ساختن آن با فضولات ادرار خود که زمینه را برای رشد و تکثیر باکتری‌های ایجاد کننده بیماری در انسان فراهم می‌کند. طاعون  و تب تیفوس از جمله چنین بیماری‌هایی هستند که ممکن است توسط موش گسترش یابد.

استریلیزاسیون: فرایندی است که طی آن تمام میکروارگانیزم‌ها اعم از بیماری‌زا و یا غیر بیماری‌زا بایستی نابود شوند. معمولاً حرارت مرطوبی برابر  به مدت ۱۵ دقیقه برای این منظور کافی است. البته در مواردی به دلیل خصوصیات ظرف و ماده غذایی درون آن حتی ممکن است تا چندین ساعت به عمل حرارت دادن احتیاج باشد تا بتوان به طور کامل به عمل استریلیزاسیون دست یافت. البته در اکثر موارد استریل کردن کامل ماده غذایی مورد نیاز نمی‌باشد.

پاستوریزاسیون: فرآیند حرارتی نسبتاً ملایمی است که معمولاً در حرارتی کمتر از ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد صورت می‌گیرد. چنانچه این عمل در مورد شیر انجام شود مدت ماندگاری آن را در صورت نگهداری در یخچال تا چندین روز افزایش می‌دهد اما در مورد مواد غذایی با اسیدیته زیاد مثل عصاره مرکبات مدت ماندگاری ممکن است تا چندین ماه افزایش یابد. البته پاستوریزاسیون صرفاً در مورد تجزیه مایع انجام نمی‌شود و بعضی از مواد جامد نیز می‌توانند تحت اثر این فرآیند حرارتی قرار گیرند که در این صورت عملیات شبیه همان عمل به اصطلاح کنسرو کردن است. به طور کلی در اغذیه با PH بیشتر از ۵/۴ هدف اصلی از پاستوریزاسیون نابودی میکروب‌های بیماری‌زاست. اما در مورد مواد با PH کمتر از ۵/۴ آنچه بیش از انجام پاستوریزاسیون مورد نظر می‌باشد نابودکردن میکروارگانیزم‌های ایجاد کننده فساد در ماده غذایی و آنزیم‌ها می‌باشد. اساساً دستگاه‌هایی که برای عمل پاستوریزاسیون به کار می‌وند در مواردی شبیه و یا در اصل همان دستگاه‌های مورد استفاده برای انجام عمل استریلیزاسیون می‌باشد.

استریلیزاسیون تجاری: در این نوع استریلیزاسیون تمام میکروب‌های بیماری‌زا و کلیه آنهائیکه تحت شرایط نگهداری و جابجایی ظرف حاوی ماده غذایی ممکن است ایجاد فساد کنند، نابود می‌شوند. در این حالت ممکن است ماده غذایی حاوی اسپور مقاوم بعضی از باکتری‌ها باشد اما اینها در شرایط عادی هیچگونه رشدی نخواهند داشت. مواد غذایی که تحت چنین معیار و ضابطه‌ای استریل گفته می‌شوند، دارای عمری معادل ۲ سال یا بیشتر هستند و در صورت نگهداری برای مدت زمان بیشتر، چنانچه فسادی مشاهده شوند مربوط به تغییرات طعمی و بافتی است و ارتباطی با رشد میکروارگانیزم‌ها ندارد. به طور کلی دلیل انجام این نوع استریلیزاسیون حفظ بهتر کیفیت ماده غذایی از جهات خصوصیات مختلف حسی و ارزش تغذیه‌ای آن  و همچنین صرفه‌جویی در مصرف انرژی و برخی هزینه‌های دیگر است. از طرفی باتوجه به مدت باقیماندن ماده تهیه شده در بازار و قبل از مصرف که چندان طولانی نمی‌باشد انجام عملیات سنگین استریلیزاسیون کامل اساساً مناسب و منطقی نمی‌باشد.

طراحی فرآیند حرارتی: به طور کلی برای طراحی فرآیند حرارتی و انتخاب مناسب‌ترین فرآیند برای محصولات غذایی مختلف در درجه اول لازم است به نوع محصولات غذایی توجه شود. مهم‌ترین ویژگی محصول غذایی که تعیین کننده نوع فرآیند حرارتی مورد نیاز می‌باشد PH آن است بطوریکه اگر PH محصول بالاتر از ۶/۴ باشد احتمال فعالیت میکروارگانیزم‌های اسپورزای بی‌هوازی مقاوم به حرارت یعنی گروه کلستریدوم‌ها افزایش یافته و در نتیجه جهت مبارزه با میکروارگانیزم‌های خطرساز فرآیند حرارتی شدیدتری در حد استریلیزاسیون مورد نیاز است. درحالیکه محصولاتی با PH کمتر از ۶/۴ محیط مساعدی برای رشد این میکروارگانیزم‌ها نمی‌باشد و عملاً در این PH ها این میکروارگانیزم‌ها در صورت وجود، مقاومت چندانی به حرارت نخواهند داشت. به همین دلیل فرآیند حرارتی در حد پاستوریزاسیون برای کنسرو کردن محصولات کفایت می‌کند. بر همین اساس محصولات غذایی را براساس PH به گروه‌های مختلفی تقسیم می‌کنند که قبلاً ذکر شد.

برای طراحی فرآیندهای حرارتی پس از شناخت نوع محصول و به ویژه PH آنها ضروری است زمان و درجه حرارت عملیات را به نحو مطلوب تعیین کنیم. برای این منظور شناخت مفهوم چند فاکتور اصلی ضرورت دارد:

ارزش استریل کنندگی – Dvalue – Zvalue – TDT curve – Leathal value

Dvalue: عبارتست از مدت زمان حرارت‌دهی یک محیط غذایی مشخص در دمای ثابت، برای آنکه جمعیت میکروبی یک میکروارگانیزم‌ معین موجود در آن محیط به اندازه ۹۰ درصد کاهش یابد. مشخص بودن محیط غذایی بویژه از نظر PH حضور فعالیت و ترکیبات ممانعت کننده از نظر میکروارگانیزم‌ها حائز اهمیت است. این فاکتور بر مبنای دقیقه سنجیده می‌شود و برای هر میکروارگانیزم‌ در محیط معلوم و حرارت ثابت مقدار منحصر به فردی است که از ویژگی‌های آن محسوب می‌شود. مثلاً Dvalue برای میکروارگانیزم کلسترویدیوم بوتولینیم در دمای  معادل ۱/۰ تا ۵/۱ دقیقه در محیط‌های غذایی مختلف است. همچنین Dvalue برای باسیلوس استئاروترموفیلوس در دمای  معادل ۴ تا ۵ دقیقه است. همینطور Dvalue برای کلستریدیوم نیگل فیکانس معادل ۲ تا ۳ دقیقه می‌باشد. با مقایسه‌ مقادیر مختلف Dvalue برای میکروارگانیزم‌های مختلف می‌توان این میکروارگانیزم‌ را از نظر میزان مقاومت حرارتی با هم مقایسه نمود و به این ترتیب در هر محیط غذایی که احتمال حضور میکروارگانیزم‌های خطرسازی وجود دارد می‌توان بر مبنای Dvalue میکروبی را که شاخص طراحی فرآیند حرارتی است معلوم نمود. یعنی آن میکروارگانیزم که بزرگترین دما را در آن محیط  و دمای عملیات دارا می‌باشد..

Survivel curve

هرچه زمان بیشتر شود غلظت  میکروب کمتر می‌شود

 این منحنی برای و به نام منحنی بقاء میکروب نامیده می‌شود و به طور تجربی برای هر میکروارگانیزم یا اسپور آن رسم می‌گردد. بر مبنای آن منحنی می‌توان مقدار Dvalue را محاسبه نمود که معادل است با عکس شیب خط ترسیم شده . بر طبق همین منحنی و مفهوم Dvalue می‌توان رابطه ریاضی برای محاسبه این فاکتور به این ترتیب بدست آورد. اگر محیط غذای معینی را در دمای ثابت حرارت دهیم بطوریکه در مدت زمان t دقیقه میزان جمعیت میکروارگانیزم‌ مورد نظر یا شاخص از مقدار  به مقدار b تغییر پیدا کند رابطه ریاضی محاسبه Dvalue به این ترتیب خواهد بود. t = D (log a – log b) از این رابطه می‌توان چنین نتیجه گرفت که صفر شدن میزان جمعیت میکروارگانیزم مورد نظر پس از پایان عملیات حرارتی هیچگاه امکان‌پذیر نبوده ـ چنانکه اگر فاکتور b = 0 در نظر گرفته شود، log b مبهم بوده و عملاً به زمان بی‌نهایت نیاز خواهد داشت. بنابراین فرآیندی به نام استریلیزاسیون مطلق یعنی به صفر رسانیدن جمعیت مورد نظر تنها در سطح تئوری است و از نقطه نظر علمی مفهوم نخواهد داشت.

Zvalue: عبارتست از میزان افزایش دمایی که موجب می‌شود مقدار Dvalue در محیطی معین در محیط غذایی ثابت به اندازه ۹۰ درصد کاهش یافته و یا سرعت از بین رفتن میکرو ارگانیزم مورد نظر به اندازه ۹۰ درصد زیاد شود. این فاکتور نیز می‌تواند به صورت تجربی تعیین گردد. به این ترتیب که اگر محصول غذایی را تحت فرآیندهای حرارتی با دماهای مختلف قرارداده و در هر دما مقدار Dvalue را برای میکرو ارگانیزم مورد نظر تعیین کنیم .

  بر اثر این نتایج می‌توان نموداری به این ترتیب ترسیم کرد. منحنی بدست آمده به نام منحنی مرگ حرارتی یا TDT نامیده می‌شود و بر مبنای این منحنی که بصورت تجربی بدست آمده است می‌توان Zvalue را محاسبه نمود چرا که مشابه مفهوم Dvalue Zvalue, نیز در این نمودار معرف عکس شیب خط ترسیم شده خواهد بود همچنین از نظر ریاضی نیز می‌توان مقدار این فاکتور را از رابطه  محاسبه نمود. در این رابطه  دمای عملیات می‌باشند و  مقادیر Dvalue برای میکروارگانیزم مورد نظر در دماهای فوق هستند. بدیهی است  و در نتیجه  است.

با افزایش دما مقادیر D کاهش می‌یابد. از نظر مفهوم Zvalue القاءکننده حساسیت حرارتی هر میکروارگانیزم می‌باشد. چرا که برای هر میکروارگانیزم مانند Dvalue در شرایط تعریف شده مقدار منحصر بفرد می‌باشد به عنوان مثال Zvalue برای کلستریدیوم بوتولینیم ۸ تا ۱۰ درجه برای باسیوس استئاروترموفیلوس برابر ۹ تا ۱۲ درجه می‌باشد اما برای اینکه مفهوم حساسیت حرارتی به طور دقیق‌تر مشخص شود لازم است فاکتوری را به نام  یا ضریب حرارتی بشناسیم.  بر مبنای فرمول مساوی است با  محاسبه می‌شود. یعنی نسبت ثابت سرعت انجام یک واکنش در دمای  به ثابت سرعت انجام همان واکنش در دمای T درجه سانتی‌گراد. به این طریق  معرف میزان تأثیرپذیری یک واکنش نسبت به افزایش دما خواهد بود و هر چقدر مقدار آن برای هر واکنش بزرگتر باشد به این معنی است که افزایش  سانتی‌گراد در آن واکنش می‌تواند مثمرالثمرتر باشد و سرعت انجام واکنش را بیشتر انجام دهد. هرچه Z یعنی دمای محیط را بالا ببریم حساسیت میکروب، در اصل مقاومت پایین می‌آید.  نتیجه حاصله یعنی  می‌توان چنین نتیجه گرفت که فاکتور Zvalue با حساسیت حرارتی مرتبط است یعنی اگر واکنش یا عملیات مورد بررسی، عملیات حرارتی باشد جهت غیرفعال نمودن یک نوع میکروارگانیزم خاص به کار گرفته شده باشد می‌توان دریافت هر چقدر مقدار Zvalue میکروارگانیزم مورد نظر بزرگتر باشد، عملاً آن عملیات حرارتی با افزایش دما کمتر تسریع می‌شود چرا که مقدار  برای آن عملیات با بزرگتر شدن Z کوچک می‌شود. پس بزرگ بودن مقدار Zvalue برای هر میکروارگانیزم بیانگر آن است که در عملیات حرارتی آن میکروارگانیزم افزایش دمای بیشتری مورد نیاز است برای آنکه سرعت انجام عملیات مورد نظر افزایش یابد.

Fvalue: عبارتست از مدت زمان حرارت دهی یک محیط غذایی معلوم در درجه حرارت ثابت برای آنکه جمعیت میکروبی میکروب مورد نظر در طی این مدت در حد استریلیزاسیون کاهش یابد. بنابراین Fvalue مانند Dvalue فاکتور زمانی است و بر مبنای دقیقه سنجیده می‌شود برای درک صحیح فاکتور Fvalue ضروری است مفهوم استریلیزاسیون به طور دقیق مشخص شود. همانطوریکه گفته شد استریلیزاسیون مطلق تنها یک جنبه تئوری است و آنچه در عمل مشاهده می‌شود استریلزاسیون تجاری می‌باشد و فرآیند استریلیزاسیون تجارتی عملیات حرارتی است که در گرمای ثابت انجام می‌گیرد و برای آنکه جمعیت میکروبی یک میکروارگانیزم را کاهش دهد تا حدی که این جمعیت به صفر برسد و احتمال حضور میکروارگانیزم مورد نظر در محیط وجود داشته باشد. اما این احتمال در حدی است که محصول تولید شده به عنوان یک محصول مطمئن با طول عمر قابل قبول محسوب گردد. فرآیند استریلیزاسیون تجاری انواع مختلفی دارد و یکی از انواع آن فرآیندی است تحت عنوان فرآیند ۱۲D که عبارتست از عملیات حرارتی که در دمای ثابت انجام می‌گیرد و مدت زمان آن عملیات برابر ۱۲D دقیقه بوده با این شرط که مبنای سنجش Dvalue مقدار این فاکتور برای میکروب کلستریدیوم بوتولنیم در دمای مورد نظر باشد یعنی اگر دمای عملیات دمای استاندارد یا  در نظر گرفته شود با توجه به آنکه مقدار Dvalue برای این میکروارگانیزم حدود نیم دقیقه است، زمان عملیات استریلیزاسیون تجاری ۱۲D معادل ۶ دقیقه خواهد بود. با ارزیابی میزان کاهش جمعیت میکروارگانیزم موردنظر در طی این عملیات می‌توان مفهوم احتمال حضور میکروارگانیزم را بهتر دریافت. به عنوان مثال اگر در یک محیط غذایی تعداد جمعیت اولیه میکروب کلستریدیوم بوتولنیم معادل  باشد پس از اعمال فرآیند ۱۲D تعداد باقیمانده میکروارگانیزم  خواهد بود یعنی در هر ده هزار میلی‌لیتر از این محیط احتمال حضور یک میکروب خواهد بود. یعنی احتمال آنقدر کم است که می‌توان این محصول را به عنوان یک محصول مطمئن پذیرفت.

اصول نگهداری صنایع غذایی

در صورتی که در محیط غذایی مورد نظر میکروارگانیزم مقاومتری را داشته باشیم مثل یاسیلوس استاروترموفیلوس مقدار Dvalue افزایش یافته و به همان نسبت مدت زمان عملیات باتوجه به مقدار ۱۲D افزایش خواهد یافت. بطوریکه برای میکروارگانیزم مورد نظر در دمای  با Dvalue 4 دقیقه زمانی معادل ۴۸ دقیقه مورد نیاز است. (۴۸ = ۴ × ۱۲) که این زمان طولانی برای عملیات حرارتی محسوب شده و احتمال صدمه‌دیدگی محصول زیاد می‌باشد پس نتیجه می‌گیریم برای محصولات غذایی که میکروارگانیزم‌های مقاومتری در آنها خطرساز هستند لازم است فرآیندهای حرارتی بیشتری به عنوان استریلیزاسیون تجاری به کار گرفته شود. در حد فرآیندهایی نظیر ۸D یا ۵D تا حداقل صدمه حرارتی به ارزش محصول وارد آید. در عین حال برای آنکه میزان بار میکروارگانیزم باقیمانده در محصول نهایی در حدی باشد که آن محصول را به عنوان محصول استریل یا مطمئن بشناسیم ضروری است به کلیه عملیات مقدماتی و آماده‌سازی محصول پیش از مرحله فرآیند حرارتی دقت بیشتری معطوف گردد و بخصوص کیفیت محصول از نقطه نظر بهداشتی کنترل گردد. بدین ترتیب بار اولیه میکروارگانیزم محصولی که وارد فرآیند حرارتی می‌شود در حدی خواهد بود که عملیات حرارتی ۸D یا ۵D در کاهش آن به اندازه کافی مؤثر بوده و احتمال حضور میکروارگانیزم را آنقدر کاهش دهد که محصول را به عنوان محصول مطمئن بشناسیم.

از مفاهیمی که تاکنون یاد گرفته‌ایم می‌توان اولین رابطه ریاضی را که برای تخمین زمان عملیات حرارتی باتوجه به دمای آن مورد استفاده قرار گیرد را بدین ترتیب نوشت:

در این رابطه t معادل زمان عملیات برحسب دقیقه و درجه حرارت عملیات برحسب سانتی‌گراد Zvalue میکروب شاخص در محیط غذایی مورد نظر می‌باشد.

 و Fvalue استانداردی است که در دمای ۱۲۱ سانتی‌گراد بر مبنای نوع استریلیزاسیون تجاری انتخاب شده تعیین می‌گردد. یعنی در اصل مضربی از Dvalue میکروب مورد نظر می‌باشد  و وارتیه n ممکن است مقادیر ۱۲ و ۸ و ۵ باشد که ضریب فرآیند خوانده می‌شوند. باتوجه به این رابطه  در می‌یابیم که اگر درجه حرارت عملیات دمای استاندارد یا ۱۲۱ درجه سانتی‌گراد باشد، زمان عملیات معادل  خواهد شد. اما اگر دمای عملیات هر دمایی غیر از ۱۲۱ درجه باشد با استفاده از این رابطه می‌توان مدت زمان عملیات را به گونه‌ای تعیین نمود که از نقطه نظر استریل‌کنندگی تأثیری معادل فرآیند  دارا باشد.

ارزش استریل‌‌کنندگی در فرآیند حرارتی: Lethal Rate مفهومی است که برای هر ارزش استریل کنندگی با دمای مشخص و زمان معین با استفاده از این فرمول قابل محاسبه است:

در این رابطه t = زمان فرآیند عملیاتی و T = درجه حرارت عملیات و L = ارزش استریل کنندگی آن عملیات حرارتی است که بر مبنای دقیقه سنجیده می‌شود. از این مفهوم برای مقایسه نقش استریل کنندگی هر دو فرآیند حرارتی با دما و زمان مشخص مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عبارت دقیقتر معمولاً با استفاده از این مفهوم نقش استریل کنندگی هر فرآیند حرارتی با دمای مشخص و غیرمساوی با دمای استاندارد یعنی ۱۲۱ درجه سانتی‌گراد با فرآیند حرارتی استاندارد مقایسه می‌شود و با استفاده از فرمول می‌توان تخمین زد که هر یک دقیقه از یک فرآیندی با دمای غیر از ۱۲۱ درجه معادل چه زمانی از فرآیندهایی با دمای ۱۲۱ درجه عمل می‌نماید. به گونه‌ای که این دو فرآیند بر روی میکروارگانیزم شاخص یک تاثیر کشندگی داشته باشد و در عمل نقش استریل کنندگی یکسانی را باقی بگذارد. به عنوان نمونه می‌توان با استفاده از این فرمول زمان فرآیند حرارتی با دمای ۱۲۱ درجه را به گونه‌ای تعیین نمود که معادل فرآیند حرارتی با دمای ۱۱۵ درجه سانتی‌گراد و زمان یک دقیقه عمل نماید.

طراحی عملی فرآیند حرارتی: به طور کلی طبق بخشهای گذشته که در مبحث طراحی فرآیند حرارتی انجام شد، مبنای اصلی که در کلیه محاسبات مورد توجه قرار گرفت ثابت بودن دمای عملیات در مدت زمان عملکرد آن می‌باشد. درحالیکه آنچه درون اتوکلاو و در عملیات حرارتی واقعی روی می‌دهد شامل مراحل مختلفی است که اکثر آنها با تغییر دما روبرو هستند و در دمای ثابتی انجام نمی‌گیرد. مهمترین این مراحل که در محاسبات زمان واقعی فرآیند حرارتی مورد توجه قرار می‌گیرد به این قرار می‌باشد:

۱ـ زمان صرف شده برای گرم شدن اتوکلاو  و رسیدن آن دمای مورد نظر که آن را به نام Come up time می‌نامند.

۲ـ زمانی که برای گرم شدن محتویات داخل قوطی و رسیدن آن به درجه حرارت مورد نظر صرف می‌شود که آن را Heating time می‌نامند.

۳ـ مدت زمانی است که محتویات داخل قوطی در دمای استریلیزاسیون نگهداری می‌شود که آن را Holding time می‌نامند.

۴ـ مرحله سردکردن قوطی‌های کنسرو تا حد از بین بردن اثرات فرآیند حرارتی که آن را Cooling time می‌نامند.

باتوجه به این مراحل تنها در مرحله سوم دمای عملیات ثابت بوده. درحالیکه در بقیه مراحل دمای عملیات در حال تغییر است. علت اصلی که موجب تغییرات دما به خصوص در مرحله دوم و چهارم می‌گردد قابلیت نفوذ حرارتی به درون محتویات داخل قوطی می‌باشد. به عبارت دیگر برای آنکه زمان واقعی فرآیند حرارتی به خصوص در مرحله سوم و چهارم محاسبه گردد ضروری است به سرعت نفوذ حرارت به درون قوطی توجه شود.

بریکس درصد غلظت محلول: برای این منظور در درجه اول به عوامل کندکننده نفوذ حرارت به درون قوطی توجه می‌شود یعنی نوع و مشخصات محصول غذایی و جنس و ابعاد قوطی کنسرو. معمولاً به صورت استاندارد به گونه‌ای تنظیم شده‌اند که بخصوص در محصولات مایع با ویسکوزیته کمتر حتی الامکان شعاع کمتری داشته باشند تا امکان نفوذ حرارت به درون قوطی تحصیل شود.

در ارتباط با نوع ماده غذایی، باتوجه به طیف وسیع محصولات غذایی کنسروی و ویژگی‌های مختلف آنها ضرورت دارد جهت ارزیابی سرعت نفوذ حرارت بدرون قوطی تغییرات دمای محتویات داخل قوطی در طی عملیات مورد توجه قرارداده شود. برای این منظور نقطه‌ای را درون قوطی به عنوان مرجع سنجش تغییرات دما مورد استفاده قرار می‌دهند که به نام نقطه سرد یا Cold point می‌نامند. محل قرار گرفتن این نقطه در محصولات غذایی ویسکوز یا غلیظ یا جامد در مرکز هندسی قوطی می‌باشد. درحالیکه برای محصولات غذایی رقیق و مایع بر روی محور مرکزی و در فاصله  از سطح مقطع قوطی در نظر گرفته می‌شود. در هرحال برای بررسی تغییرات درجه حرارت محتویات داخل قوطی، مبنای کار تغییرات دمای نقطه سرد می‌باشد که بوسیله قراردادن یک ترموکوپل در محل آن به طور تجربی تعیین می‌گردد. نتایج آزمایشات درون جدولی درج می‌شود که تغییرات دمای نقطه سرد را نسبت به زمان در طی عملیات نشان می‌دهد برای استفاده از این نتایج، محاسبه زمان واقعی فرآیند حرارتی ضروری است.

  مقادیر  معمولاً به صورت تجربی و با استفاده از این نمودار برای هر سیستم غذایی و فرآیند حرارتی قابل پیش‌بینی می‌باشد اما به صورت تئوری معمولاً مقدار  برای محصولات غذایی مایع با انتقال حرارت کنداکسیونی در محدوده ۵ الی ۲۰ دقیقه تغییر می‌کند. درحالیکه برای محصولات غذایی جامد یا ویسکوزیته در محدوده ۵۰ تا ۲۰۰ دقیقه تخمین‌زده می‌شود. در هر حال باتوجه به توضیحات داده شده  در اصل معیاری از قابلیت نفوذ حرارت به درون قوطی و تابعی از عوامل مختلف می‌باشد.

بر مبنای اطلاعات کسب شده از بحث‌های گذشته زمان فرآیند حرارتی که در عملیات حرارتی رخ داده‌ی درون اتوکلاو مورد توجه قرارداده می‌شود بر مبنای فرمول نسبتاً پیچیده‌ای قابل ارزیابی خواهد بود. این فرمول به صورت کاملاً ساده شده به این صورت بیان می‌شود.

 زمان فرآیند حرارتی در عملیات حرارتی درون اتوکلاو. در این رابطه فاکتور  ضریب حرارتی است که از منحنی نفوذ حرارت به طور تجربی برای هر محصول غذایی تعیین می‌گردد. فاکتور A خود از رابطه ریاضی پیچیده‌تری قابل محاسبه است اما به صورت ساده شده مهمترین عوامل مؤثر بر این فاکتور عبارتند از : درجه حرارت اولیه محصولات غذایی ـ درجه حرارت نهایی محصول ـ زمان عملیات حرارتی که از مبنای منحنی TDT و رابطه ریاضی  تخمین زده می‌شود. با استفاده از این فاکتورها، مقدار A قابل محاسبه است. دو فاکتور بعدی در این رابطه ریاضی مربوط به اثر استریل کنندگی مرحله اول و مرحله چهارم از مراحل تغییرات دمای اتوکلاو است. بطوریکه معمولاً ۴۰% از زمانی که در مرحله اول صرف گرم کردن اتوکلاو می‌شود نقش استریل کنندگی دارد به همین علت ۴۰% این زمان می‌بایستی از مدت زمانی که برای مرحله دوم و سوم در نظر گرفته شده است کسر کرد. یعنی در اصل می‌بایستی نقش استریل کنندگی مرحله اول که صرف گرم کردن اتوکلاو شده در ارزیابی کل فرآیند محسوب شود. در مورد محصولات کنسروی مایع با ویسکوزیته کمتر زمان کوتاهی برای مرحله سردکردن صرف می‌شود. به عبارت دیگر محتویات درون قوطی به سرعت سرد شده و مدت قابل توجهی در دمای بالای خود باقی نمی‌ماند. بنابراین در مورد محصولات مایع مرحله سرد کردن چندان نقش استریل کنندگی ندارد اما محصولات غذایی غلیظ و با ویسکوزیته بیشتر در مرحله سردکردن تا مدت قابل توجهی همچنان دمای بالای خود را حفظ می‌کنند. بنابراین در این موارد مرحله سردکردن خود می‌تواند نقش استریل کنندگی داشته باشد که در ارزیابی زمان فرآیند حرارتی با قراردادن فاکتور ۰۸/۰ در رابطه ریاضی آن مورد توجه قرارداده می‌شود.

نگهداری مواد غذایی به کمک حرارت (صنعت کنسروسازی): هدف از این عملیات از دیدگاه نگهداری مواد غذایی و افزایش طول عمر محصول به دو عامل اصلی مربوط می‌شود:

۱ـ اعمال حرارت که باعث غیرفعال نمودن آنزیم‌ها، کاهش قابلیت رشد و تکثیر میکروارگانیزم‌ها و خارج نمودن گاز اکسیژن محلول در مایع درون سلولی و محبوس در حفرات بین سلولی می‌باشد. عامل سوم یعنی خارج نمودن گاز اکسیژن بخصوص به عنوان عملیات کمکی برای مرحله تخلیه هوای درون قوطی یا مرحله Exhusting بسیار حائز اهمیت است. چرا که در غیر اینصورت یعنی در صورتی که این گاز اکسیژن پیش از درب‌بندی قوطی تخلیه نشود احتمال آزادشدن آن در مرحله فرآیند حرارتی وجود داشته و با آزادشدن آن عملیات عملاً خلاء ایجاد شده در درون قوطی از بین می‌رود و احتمالاً قوطی متورم می‌شود. علت خارج شدن گاز O۲ به کمک حرارت‌دهی کاهش قابلیت حلالیت آن در دماهای بالا و افزایش فراریت آن می‌باشد.

۲ـ استفاده از بسته‌بندی های غیرقابل نفوذ به هوا که از آلودگی‌ ثانویه به خصوص بوسیله آب سردکننده‌ی قوطی‌ها جلوگیری نموده و شرایط بی‌هوازی درون قوطی را حفظ می‌کند. در عملیات صنعت کنسروسازی برای محصولات غذایی مختلف مراحل مختلفی به کار گرفته می‌شود ولی در کلیه این مراحل توجه به دو نکته اصلی جهت دستیابی به فرآیندی اقتصادی و محصولی با کیفیت مطلوب ضرورت دارد:

الف) انجام هر مرحله به نحو مطلوب با در نظرگرفتن هدف اصلی از آن فرآیند

به حداقل رساندن عملیات انجام شده در هر مرحله جهت ایجاد حداقل صدمه‌دیدگی در محصول غذایی با در نظرگرفتن ان دو نکته که مهم‌ترین عملیاتی که در صنعت کنسروسازی در هر مرحله بر روی محصولات غذایی مختلف پیاده می‌شود عبارتند از:

A ـ انتخاب ماده اولیه مناسب جهت کنسرو کردن

B ـ عملیات مقدماتی که:

B۱ ـ عملیات تمیزکردن Cleaning

B۲ ـ درجه‌بندی Grading

B۳ ـ لکه‌گیری ـ جداکردن ـ سایزبندی Sorting

B۴ ـ پوست‌گیری و هسته‌گیری Peeling and Coring با سود خشک

B۵ ـ خرد کردن Cutting

C ـ آنزیم‌بندی یا blanching بوسیله بخار که آنزیم‌ها از بین رفته و میوه سیاه یا قهوه‌ای نشود.

D ـ پرکردن داخلی قوطی Filling

E ـ تخلیه هوای داخل قوطی Exhusting

F ـ درب‌بندی Sealing

G ـ فرایند حرارتی heat proccessing

H ـ سرد کردن Cooling

I ـ کنترل کیفیت quality control

J ـ برچسب زدن و انبار کردن labeling and storing

انتخاب مواد اولیه: در مورد انتخاب گونه‌های مناسب مواد غذایی برای تولید کنسرو نکات زیر را بایستی مورد توجه قرارداد:

الف) شناسایی کامل گونه مورد نظر، گونه‌های مختلف به علت دارابودن ترکیب و حالت فیزیکی متفاوت تأثیر بسیار مهمی در کیفیت فرآورده نهایی را دارند و برای هرگونه از محصول، فرآیندهای متفاوتی لازم است.

ب) نحوه کاشت، داشت و برداشت محصول در ترکیب و کیفیت محصول تاثیر دارد.

پ) درجه خلوص و نوع ناخالصی‌ها، چه آن دسته که در مزرعه به محصول اضافه شوند و چه آنهایی که در طی مراحل نگهداری در انبار به آن اضافه می‌گردند. در بعضی از کیفیت‌های محصول از قبیل طعم، مزه، رنگ و حتی حالت فیزیکی فرآورده‌ نهایی تأثیر دارند.

ت) مواد افزودنی کشاورزی  و صنعتی از قبیل سموم دفع آفات نباتی و موادی که به عنوان اصلاح کننده یا نگهدارنده به محصول اضافه می‌گردند.

ث) حالت فیزیکی یا texture یکنواختی، سفتی، نرمی، شکل، اندازه، ویسکوزیته، آسیب‌دیدگی، شکستگی دانه‌ها و قطعات ماده خام در کیفیت محصول اثر دارند.

ج) شرایط میکروبی، نوع و تعداد میکروارگانیزم‌های آلوده کننده ماده اولیه بخصوص از نظر میزان پیشرفتگی فساد و تغییرات فیزیکی که در اثر رشد و نمو و تکثیر آنها در بافت محصول بوجود آمده که در اثر فعالیت آنها در محصول باقی مانده است.

چ) وزن و سابقه بهداشتی محصول: از نظر آلودگی میکروبی و وجود بقایا و فضولات دستگاه گوارش حشرات، جوندگان، پرندگان، حیوانات اهلی و وحشی و آفت‌زدگی که پاره‌ای از آنها با چشم غیرمسلح قابل تشخیص می‌باشند.

ح) شرایط نگهداری در انبارها از نظر درجه حرارت ـ زمان ـ رطوبت نسبی محل ـ ترکیب هوای محل نگهداری که از عوامل موثر در تشدید تنفس و فعل و انفعالات متابولیک است.

فرآورده‌های دامی: هنگام انتخاب این مواد بایستی به عوامل زیر توجه کافی داشت:

الف) در برخی دامداری‌ها گاهی برای رشد سریع دام‌ها از هورمون‌های مختلف استفاده می‌کنند که گاهی ممکن است باقیمانده آنها در فرآورده‌های دامی از حد مجاز فراتر باشد.

ب) در دامداری‌ها برای درمان بیماری‌های دامی از آنتی‌بیوتیک‌های متعدد استفاده می‌شود که تا چند روز پس از درمان با آنتی‌بیوتیک مقدار آن در اندام‌های مختلف  و فرآورده‌های دامی زیاد می‌باشد.

پ) اگر از غذاهای فاسد برای تغذیه دام‌ها استفاده شود و یا مواد غذایی دامی در شرایط نامساعد نگهداری شده و آثار فساد آن هنوز ظاهر نشده باشد ممکن است مقدار مایکوتوکسین‌ها و سایر سموم میکروبی در غذای دام زیاد شده و در نتیجه سم وارد غذای دام  و از آنجا وارد فرآورده‌های دامی گردد.

ث) در مورد ماهی آلودگی به اشکال مختلف ممکن است باشد. به کرات اتفاق افتاده که ماهی عوامل آلوده‌کنننده مانند جیوه، سرب، کادمیم، و عوامل مشابه را از محیط زیست خود کسب نموده و مقدار این مواد ممکن است به طور طبیعی در آب پاره‌ای از دریاها و اقیانوس‌ها زیاد باشد و یا از طریق فاضلاب‌های صنعتی وارد آب شده باشند که در این حالت جیوه، سرب و کادمیم وارد بافت‌های گیاهی و حیوانی شده و چون این موجودات منبع غذایی ماهی هستند، فلزات مذکور از این طریق وارد بدن ماهی و از آنجا به طور غیر مستقیم وارد بدن انسان می‌شوند. بعضی از گونه‌های ماهی‌ها مقادیری سم یا toxin سنتزکرده و آنرا در بافت‌های خود ذخیره می‌نمایند که از طریق مصرف ماهی به غذای انسان وارد می‌شود و بالاخره اینکه ماهی ممکن است پس از صید در شرایط نامساعد نگهداری شده و به سموم میکروبی آلوده گردد که در هر حال نوع و میزان آلودگی بایستی مشخص گردد.

نشاسته در صنایع کنسروسازی: نشاسته برای حفظ قوام مواد غذایی و ثبات آنها در طی فرآیند حرارتی در درجات بالا مؤثر است. همچنین در بهبود کیفیت بافت میوه‌ها و سبزیجات نقش مهمی دارد. از نشاسته گاهی برای حفظ طعم و مزه محصول نیز استفاده می‌گردد.

استفاده از شکر در کنسروسازی: از شکر برای فرمولاسیون قسمت مایع قوطی‌های کمپوت و برای تغییر طعم و مزه آنها استفاده می‌گردد. بعلاوه شکر موجب تشدید اثر مواد مؤثر در طعم و بو در محصول می‌گردد. گاهی وجود شکر در فرمول موجب بهبود رنگ و تردی محصول می‌شود. بعنوان مثال در مورد کمپوت گیلاس و آلبالو که دارای مقادیری آنتوسیانید هستند، این نقش حائز اهمیت است. در مورد کنسرو و سبزیجات نیز شکر موجب بهبود طعم و مزه محصول می‌گردد. اما در فرآورده‌های گوجه‌فرنگی استفاده از شکر مناسب نیست. زیرا اولاً در مزه ترش و مطبوع محصول اثر منفی دارد و ثانیاً رشد میکروارگانیزم‌ها را در طی مراحل بعدی نگهداری تشدید می‌کند.

استفاده از نمک در کنسروسازی: از نمک به عنوان چاشنی در اغلب غذاها و خصوصاً فرآورده‌های گوشتی و سبزیجات به منظور افزایش پذیرش آنها توسط مصرف کننده استفاده می‌شود. بایستی توجه داشت که ۳ طعم اصلی شوری ـ ترشی و شیرینی اثرات مختلفی روی یکدیگر دارند. نمک موجب کاهش ترشی اسیدها و افزایش شیرینی قندها می‌گردد و بنابراین می‌توان از آن در فرمولاسیون محصول مورد نظر برای تغییرات و بهبود طعم بهره‌گیری نمود. از نمک در فرمولاسیون انواع brain مورد مصرف در کنسرو هم استفاده می‌گردد که کاربرد آنها به عنوان قسمت مایع قوطی‌های کنسرو سبزیجات  و پاره‌ای از فرآورده‌های گوشتی ضروری است. انواع نمک از معدن یا آب دریا دارای ناخالصی‌های متعددی است که برای پاره‌ای از آنها استانداردها و محدودیتی خاص وجود دارد. زیرا وجود آنها موجب اثرات نامطلوبی بر روی رنگ  و یا طعم محصول می‌گردد. بعنوان مثال وجود بیش از  M. P. P 2 مس و بیش از P. P. M 2 آهن و جمعاً P. P. M 5 فلزات سنگین در نمک مورد مصرف در صنایع کنسرو مطلوب نیست.

اسیدهای آلی: اسیدهای طبیعی مانند اسید تارتاریک ـ مالیک ـ سیتریک ـ آبلیموی تازه و اسیدهای حاصل از تخمیر مثل اسید لاکتیک ـ اسید استیک و اسیدهای معدنی مانند اسید فسفریک و اورتوفسفریک به اشکال مختلف در کنسروسازی کاربرد دارند و بیشتر برای اعمال یک یا چند کیفیت زیر مصرف می‌شوند:

۱ـ تعدیل PH برای انتخاب فرآیند حرارتی

۲ـ کاهش شیرینی محصول ـ دادن طعم ترش متعادل به محصول  و تشدید طعم  و بوی آن.

۳ـ شفافیت و پایداری آبمیوه‌ها، آب سبزی‌ها و فراورده‌های تخمیری.

۴ـ از بین بردن یا محدودکردن رشد و نمو و تکثیر میکروارگانیزم‌ها از طریق کاهش PH.

۵ـ تثبیت سیستم کلوئیدی محتوی پکتین ـ صمغ‌ها و پروتئین‌های مختلف.

۶ـ ترکیب شدن با فلزات سنگین که ممکن است طی فرآیند حرارتی موجب تغییرات نامطلوب در رنگ و بو و تیره‌گی محصول شوند. حرارت در آب باعث می‌شود بیکربنات‌ها به کربنات‌ تبدیل شده ایجاد رسوب کند.

۷ـ افزایش اثر بنزوات‌ها که گاهی بعنوان ماده نگهدارنده بکار می‌رود.

اسیدسیتریک: بطور طبیعی در بعضی از میوه‌جات و سبزیجات وجود دارد. حلالیت خوبی داشته به بهبود طعم محصول کمک می‌کند و با فلزات ناخواسته در مواد غذایی کمپلکس تشکیل داده و از فعالیت‌های ناخواسته انها جلوگیری می‌کند و در واقع عامل chealate کننده آنهاست.

از اسید سیتریک در فرمول انواع سس سالاد ـ سس مایونز ـ و ژله میوه‌ها استفاده می‌شود و همچنین از نمک‌های این اسید در آبمیوه‌ها و از سیترات سدیم در ژله میوه‌ها استفاده می‌شود. در کنسرو سبزیجات بعنوان پایین آورنده PH محیط و در فرآورده‌های گوجه فرنگی، انجیر ـ نوشابه‌های گازدار به عنوان طعم‌دهنده استفاده می‌شود. این ماده بطور کلی از تغییرات نامطلوب رنگ و طعم مربوط به یونهای فلزی جلوگیری می‌کند و اسیدیته محصول را تعدیل می‌نماید.

اسید مالیک: در بسیاری از صنایع غذایی بعنوان تعدیل کننده PH محیط بکار می‌رود. دارای طعم ملایم بوده و تثبیت کننده طعم و ممانعت کننده از قهوه‌ای شدن می‌باشد. اسید مالیک بطور طبیعی در بسیاری از مواد غذایی مانند سیب ـ آلو ـ انگور ـ زردآلو ـ موز ـ انواع لوبیا ـ سیب‌زمینی ـ گوجه‌فرنگی وجود دارد.

اسید فسفریک: نوعی اسید معدنی که بعنوان قوی‌ترین عامل اسیدی کننده محیط در صنایع غذایی کاربرد دارد. پایین‌ترین PH را ایجاد می‌کند. دارای حلالیت زیادی در آب است. در تولید نوشابه‌های گاز دار برای تعدیل PH و در روش پوست‌گیری میوه‌ها بوسیله سود بعنوان خنثی کننده سود در سطح میوه‌ها از آن استفاده می‌شود. به عنوان مثال از نمک سدیم، اسیدهای سیتریک ـ استیک و فسفریک استفاده می‌گردد که ضمناً دارای اثر بافری هم هستند.

نقش آب و اهمیت آن در کنسروسازی: آب یکی از مهم‌ترین و بیشترین مواد مصرفی کارخانجات کنسروسازی بوده که برای مقاصد مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. مثل ۱ـ شستشوی مواد اولیه به منظور حذف قسمتی از آلودگی آنها. ۲ـ انتقال و جابجایی مواد اولیه و در مراحل فرآیند از قسمتی به قسمت‌های دیگر. ۳ـ خیس کردن پاره‌ای از مواد مانند لوبیا. ۴ـ گرم کردن مقدماتی بلانچینگ و tempering و مشروط کردن و انتقال حرارت. ۵ـ بعنوان جزیی از فرمول در فرآورده‌های مختلف آب نمک و شربت. ۶ـ مصرف دیگ بخار. ۷ـ مصارف عمومی. بدیهی است ویژگی‌های آب مورد استفاده برای هر یک از مقاصد فوق متفاوت است و از طرف دیگر آب حاصل از منابع مختلف از نظر درجه خلوص و میزان عوامل ناخواسته فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تفاوت دارد و اغلب لازم است ویژگی‌های آب در دسترس با ویژگی‌های مورد نظر برای مقاصد مختلف به نحو مقتضی تنظیم و تطبیق گردد. در غیر اینصورت:

۱ـ ناخالصی‌های آلی بر روی قدرت تمیزکنندگی آن اثر نامطلوب دارد.

۲ـ یون‌های فلزی آب مانند آهن، مس، منگنز، بر روی رنگ و مزه محصول دخالت می‌کنند. مثلاً کلسیم  و منگنز Mn در آب نمک خیارشور موجب تلخی مزه محصول می‌شود.

۳ـ عوامل سختی بر روی جدار دیگ بخار ـ لوله‌های انتقال دیگ‌های پخت به صورت رسوب کربنات سولفات تشکیل شده و بر روی آلومینیم و قلع اثر خورندگی دارند و به علاوه انتقال حرارت را مختل می‌کنند.

۴ـ در بسیاری از حبوبات، سبزیجات و میوه‌جات یون کلسیم موجب سفتی بافت می‌شود. مثلاً در مورد فرآورده‌هایی مانند کنسرو لوبیا ـ نخود ـ عدس ـ خیارشور ـ نخود سبز و لوبیا سبز سختی بالاتر از P. P. M 100 موجب سفتی می‌گردد. حد مطلوب سختی در این موارد حدود PPM 70 است و اگر سختی آب کمتر از این مقدار باشد برای جلوگیری از نرم شدن بافت محصول در صورت لزوم می‌توان مقداری کلسیم به صورت دستی اضافه کرد که کلسیم با مواد پروتئینی و پکتیک ترکیب شده و موجب استحکام بافت می‌شود.

۵ ـ سختی زیاد از حد بر روی زمان پخت مؤثر است و زمان پخت در آب با سختی زیاد طولانی‌تر می‌شود.

۶ـ گازهای موجود در آب اختلالات گوناگونی در فرآیند ایجاد می‌کنند.

۷ـ میکروارگانیزم‌های موجود در آب ممکن است مشکلات بهداشتی عمده‌ای را برای محیط کار و فرآورده‌ها بوجود آورند.

ناخالصی‌های آب: عوامل ناخواسته موجود در آب که برای کاربردهای مختلف باید یا حذف شوند و یا مقدار آنها تعدیل شوند عبارتند از:

۱ـ سختی آب که عوامل سختی آب بر دو دسته‌اند:

الف) عوامل سختی موقت: مانند بی‌کربنات کلسیم و بی کربنات منیزیم که در اثر حرارت تجزیه شده و به کربنات نامحلول تبدیل شده و رسوب می کند و آب نرم، ملایم یا سبک ایجاد می‌شود.

ب) عوامل سختی دائم: مانند نمک‌های محلول کلسیم و منیزیم نظیر سولفات که در اثر حرارت قابل تجزیه شدن نیستند و برای حذف آنها لازم است روش‌های شیمیایی استفاده شوند به عنوان مثال‌ می‌توان از محلول‌های قلیایی رقیق استفاده کرده و عوامل سختی دائم را رسوب داد.

۲ـ عوامل قلیالیت آب: مانند بی‌کربنات‌های کلسیم ـ منیزیم ـ سدیم و پتاسیم گاهی موجب متمایل کردن رنگ قرمز بعضی از میوه‌ها به رنگ آبی می‌شود و بنابراین مقدار آنها در آب باید خیلی کم باشد.

۳ـ کلریدها: مقدار زیاد آنها در آب موجب خورندگی شدید و افزایش مصرف دترجنت‌ها می‌شود.

۴ـ یون آهن: حتی مقادیر کم این عنصر موجب تغییر رنگ جداره ظروف و تغییر رنگ در مواد غذایی می‌شود. یون آهن با قلیاها رسوب می‌کند و با کلراکسیده می‌شود و بنابراین حضور آن در آب مطلوب نیست.

۵ـ سولفات‌ها: موجب رسوب و کدورت می‌شوند.

۶ـ سولفیدها: موجب بوی گوگرد در محصول می‌شوند.

۷ـ عوامل موثر در وضع ظاهری آب از نظر رنگ  و کدورت.

۸ـ عوامل موثر بر PH آب. PH آب خالص ۷ می‌باشد  و در غیراینصورت باید عوامل موثر در آن شناسایی و حذف شوند. چون آب با PH اسیدی یا قلیایی موجب خورندگی دستگاه‌ها می‌شود.

۹ـ میکروارگانیزم‌ها که انتقال آنها توسط آب به مواد غذایی موجب فساد بعدی آنها و مسمومیت مصرف کننده می‌گردد.

روش‌های حذف عوامل ناخواسته از آب: چون ناخالصی‌های آب تنوع دارند برای حذف آنها از روش واحدی نمی‌توان استفاده کرد و بایستی از روش‌های مناسب برای هر مورد استفاده شود که مهم‌ترین آنها به طور خلاصه عبارتند از:

۱ـ سبک کردن آب: اضافه کردن آب آهک سرد به آب که در این صورت آب آهک با بی‌کربنات‌های کلسیم و منیزیم و یا به عبارت دیگر عوامل سختی موقت ترکیب شده و به صورت کربنات رسوب می‌کند. از آب آهک گرم نیز استفاده می‌شود که معمولاً بیشتر با سود برای شیرین و سبک کردن آب مورد استفاده در دیگهای بخار کاربرد دارد که در این صورت سختی تا حدود PPM 25 کاهش می‌یابد. عوامل سختی دائم مانند سولفات‌ها و کلرورهای کلسیم و منیزیم توسط روش آب آهک  و سود کاهش داده می‌شود. کاتیون‌های کلسیم و منیزیم توسط رزین‌های تبادل یونی یا زئولیدهای طبیعی از آب حذف می‌شود.

۲ـ خارج کردن گازهای موجود در آب: آب حاصل از منابع مختلف دارای گازهای مختلفی مانند اکسیژن، ازت، هیدروژن سولفوره و اکسید دو کربن می‌باشد که توسط هوا، فتوسنتز، فعالیت آلک‌ها و سایر موجودات دریایی و فساد مواد آلی وارد آن می‌شود. از طرفی گازهای موجود در آب طی فرآیند مشکلات عدیده‌ای بوجود می‌آورند از جمله:

A ـ از عمل انتقال کامل حرارت در موارد مختلف جلوگیری می‌کند. B ـ گاز کربنیک، اکسیژن و هیدروژن سولفوره بر روی جداره دستگاه‌ها اثر خورنده دارد. C ـ هیدروژن سولفوره با آهن دستگاه ترکیب شده و تبدیل به سولفات آهن می‌شود که یا بر روی جدار دستگاه‌ها رسوب می‌کند و موجب خورندگی آنها می‌شود و یا به صورت ذرات سیاه رنگ وارد جریان آب می‌شوند.

بنابراین لازم است قبل از کاربرد آب، گازهای موجود در آن به نحو مقتضی خارج شود. مثلاً برای جداکردن هیدروژن سولفوره از گاز کلر استفاده می‌شود: همچنین برای خارج کردن آمونیاک و برای جدا کردن اکسیژن از سولفید سدیم و هیدرازین استفاده می‌شود.

بهداشتی کردن آب: برای بهداشتی کردن آب و حذف میکروارگانیزم‌های بیماری‌‌زا و ناخواسته موجود در آن می‌توان از راههای مختلف استفاده نمود. بعنوان مثال برای این منظور از حرارت ـ اشعه‌ ماوراء بنفش ـ ید ـ انرژی مافوق صوت و نقره کلوئیدی استفاده شده اما در عمل برای ضدعفونی کردن آب در صنایع غذایی بهترین راه استفاده از کلرو ترکیبات آن است. کلردار کردن آب موجب حذف میکروارگانیزم‌ها ، ممانعت از تشکیل Slim روی جدار لوله‌ها و دستگاه‌ها ، ممانعت از بوگرفتن آب و تا حدودی مانع از خورندگی سطح لوله‌ها و دستگاه‌ها می‌گردد.

درجه‌بندی مواد اولیه: یکنواخت بودن اندازه و شکل قطعات و دانه‌ها در کنسروسازی حائز اهمیت بسیار زیادی است زیرا در طی عملیات مختلف پر کردن ـ در بسته و فرآیند حرارتی نقش مهم دارد. چون در مرحله پر کردن بسته قطعات و دانه‌های بزرگتر دارای وزن بیشتری هستند و استاندارد وزن بسته رعایت نخواهد شد و در مرحله فرآیند حرارتی قطعات و دانه‌های کوچکتر زودتر به درجه حرارت لازم برای فرآیند خواهند رسید و چنانچه پس از این زمان باز هم حرارت ببیند در اثر حرارت زیاد بافت آنها متلاشی شده و از ارزش غذایی آنها کاسته می‌شود درحالیکه در همین زمان و درجه حرارت ممکن است قسمت‌های مرکزی  و عمقی قطعات  و دانه‌های بزرگتر حتی به درجه حرارت لازم برای فرآیند نرسیده و پس از اتمام عملیات اولاً بافت آنها سفت‌تر از حد لازم بوده و ثانیاً میکروارگانیزم‌های موجود در قسمت‌های عمقی زنده مانده و پس از سردکردن بسته‌ها در مراحل بعدی نگاهداری موجب فساد محتوی بسته شود. بدیهی است برای درجه‌بندی مواد اولیه مختلف از روش‌های مختلفی استفاده شود مانند انواع غربال، الک، سرند، استوانه‌های گردان به اندازه‌های مختلف.

تمیز کردن مواد اولیه: سبزیجات، میوه‌جات، غلات و حبوبات و بطور کلی بیشتر مواد اولیه خامی که برای تولید کنسرو مورد استفاده قرار می‌گیرند، در مرحله ورود به کارخانه دارای مقادیر زیادی از انواع ناخالصی‌ها هستند که قبل از شروع عملیات لازم است آنها را از محصول جدا نمود. بسته به نوع ماده اولیه و نوع ناخالصی‌های موجود، روش‌های مورد استفاده تفاوت دارند. اما به طور کلی ناخالصی‌های مواد اولیه کنسروسازی عبارتند از: ۱ـ تخم علف‌های هرز. ۲ـ دانه‌های سایر مواد. ۳ـ باقیمانده‌های گیاهی مانند گل.
۴ـ برگ، ساقه و ریشه. ۵ـ باقیمانده‌های حیوانی. ۶ـ فضولات حیوانات وحشی. ۷ـ آفات انباری. ۸ـ مواد معدنی. ۹ـ مانند گل و لای، خاک، سنگریزه‌ها.
۱۰ـ قطعات فلزی گوناگون. ۱۱ـ پارچه. ۱۲ـ کاغذ. ۱۳ـ اشیاء پلاستیکی. ۱۴ـ نخ و غیره که ناخالصی‌های فوق همراه با دانه‌های غیر یکنواخت آسیب دیده فیزیکی در این مرحله بایستی از ماده اولیه جدا شود که جدا کردن آنها از روش خاص خود می باشد.

آماده کردن ماده اولیه:

جداکردن پوست میوه:

الف) روش دستی: در این روش جداکردن پوست میوه بوسیله کارگر انجام می‌شود. این روش دارای دو عیب می‌باشد: اول اینکه ضایعات ماده اولیه در مقایسه با پاره‌ای از روش‌ها بیشتر است. دوم اینکه به نیروی کار زیادی نیازمند است.

ب) جداکردن پوست بوسیله آب داغ یا بخار: بوسیله آب جوش و بخار می‌توان پوست میوه رسیده را در مدت کوتاهی جدا نمود و برای این منظور آن را در آب جوش غوطه‌ور کرده و سپس آن را روی نقاله ریخته بوسیله دست پوست را جدا می‌کنند.

ج) جداکردن پوست بوسیله سود داغ: (lye Peeling) ـ این روش زمانی بسیار رایج بود ولی امروزه بدلیل مسائل زیست‌محیطی کاربرد آن محدود شده است در این روش جداکردن پوست میوه بوسیله سود یا پتاس انجام می‌گیرد. نحوه عمل به این ترتیب است که دیواره سلولی میوه در سود یا پتاس داغ حل شده و جدا می‌گردد. سرعت عمل بستگی به غلظت سود و درجه حرارت دارد ضمناً بسته به نوع میوه تفاوت دارد.

د) پوست‌گیری بوسیله سود خشک: در این روش از انرژی مادون قرمز در حرارت بسیار زیاد استفاده شده محصول مورد نظر مانند سیب‌زمینی در معرض آن قرار گرفته و به اصطلاح مشروط می‌شود Condition. سپس محلول غلیظ سود حدود ۲۰% روی آن اسپری می‌شود (درجه حرارت سود ۷۷-۷۶ درجه و زمان بین ۱۰۰ – ۵۰ ثانیه). سرانجام سیب‌زمینی از روی دستگاه عبور کرده و پوسته آن جدا می‌شود. بعد از طی مرحله فوق مقداری آب روی سیب‌زمینی اسپری می‌شود.

ه) پوست‌گیری بوسیله انجماد: فرآیند انجماد پوست میوه رسیده را سست کرده موجب سهولت جداسازی آن می‌شود در این روش میوه مورد نظر را بوسیله انجماد سریع منجمد کرده تا حدی که پوست میوه در قسمتی از زیر آن منجمد شود بعد به سرعت آن را از حالت انجماد خارج می‌کنند. گوشت میوه که منجمد نشده پوست را آزاد می‌کند. عیب این عمل این است که در اثر آن آنزیم‌های محصول فعال شده و عمل browning تشدید می‌شود.

و) پوست‌گیری بوسیله اسید: در این روش پوست‌گیری بوسیله محلول ۱/۰ درصد اسید کلریدریک ۰۵/۰ درصد اسید اوگزالیک و ۱/۰ درصد اسیدسیتریک و تارتاریک انجام می‌شود. اسید موجب از بین رفتن پوست میوه می‌شود.

Blanching:

اهداف اصلی از انجام این عملیات: بطور کلی عملیات بلانچینگ به عنوان یک مرحله حرارت‌دهی مقدماتی مورد توجه قرار می‌گیرد. هدف اصلی از انجام این عملیات غیرفعال کردن آنزیم اکسیدکننده می‌باشد که بخصوص در مواد غذایی نظیر میوه‌جات و سبزیجات به عنوان عوامل مزاحم محسوب شده و کیفیت محصول را افت می‌دهد. اما علاوه بر این هدف اصلی، اهداف دیگری نیز در این عملیات مدنظر می‌باشد که در مجموعه صنعت کنسرو می‌تواند مثمرالثمر باشد. مهم‌ترین این اهداف فرعی به این قرار است:

۱ـ باتوجه به آنکه درجه حرارت محصول غذایی تا حدودی افزایش می‌یابد بنابراین گاز اکسیژن محبوس در بافت غذایی فراریت بیشتری یافته و در اصل عملیات بلانچینگ موجب تخلیه هوای بین سلولی می‌شود و از این طریق به تثبیت خلاء ایجاد شده در درون قوطی کمک می‌کند.

۲ـ به واسطه حرارت‌دهی انجام گرفته، بافت محصول نرم می‌شود و در نتیجه امکان جایگیر شدن آن درون قوطی کنسرو بهبود یافته و همچنین بافت محصول غذایی قابلیت جذب بیشتری برای محلول‌های پرکننده نظیر آب نمک یا شربت قند خواهد داشت.

۳ـ به کمک این حرارت‌دهی مقدماتی بار میکروبی محصول تا حدودی کاهش یافته و در اصل عملیات بلانچینگ به عملیات استریلیزاسیون نهایی از این طریق کمک می‌کند و باعث می‌شود بتوان در مرحله استریلیزاسیون تجاری فرآیند سبک‌تری را انتخاب نمود. در طراحی فرآیند حرارتی بلانچینگ باتوجه به هدف اصلی از انجام آن یعنی غیرفعال نمودن آنزیم‌ها در درجه اول می‌بایستی نوع آنزیم‌های مخربی که در این گروه‌های غذایی یعنی میوه‌جات و سبزیجات اهمیت دارند شناخته شود. مهم‌ترین آنزیم‌هایی که معمولاً مورد توجه قرار می‌گیرند، عبارتند از پروکسید آز ـ کاتالاز ـ پلی فنل اکسید آز ـ لیپوکسیژناز.

برای طراحی فرآیند حرارتی آنچه که مسلم است می‌بایستی مقاوم‌ترین آنزیم بعنوان آنزیم شاخص، طراحی و انتخاب شود و طی بحث‌های گذشته مبنای این انتخاب مقدار Dvalue آنزیم‌های مذکور خواهد بود. بنابر تحقیقات انجام شده Dvalue این آنزیم‌ها به این قرار می‌باشد.

در  مدت زمانی که طول می‌کشد پراکسیداز از بین برود.۴۰-۳۰ دقیقه می‌باشد.

 D 80

نوع آنزیم

۳۳-۲۹

۴۰-۳۰

پراکسیداز

۱۰-۳/۸

۰۲/۰

کاتالاز

۶-۵

۸۲/۰

پلی فنل اکسیداز

۱۰-۸

۰۹/۰

لیپوکسیژناز

باتوجه به نتایج این جدول می‌توان دریافت که مقاوم‌ترین آنزیم در میوه‌جات و سبزیجات آنزیم پراکسیداز است که بزرگترین Dvalue را داراست. بنابراین شاخص طراحی فرآیند بلانچینگ، آنزیم پراکسیداز می‌باشد و در عین حال شاخص ارزیابی صحت عملیات بلانچینگ نیز این آنزیم خواهد بود. چون تشخیص عدم صحت یک عملیات بلانچینگ در خط تولید کنسرو بسیار حائز اهمیت است و اگر محصول غذایی به طور کامل بلانچ نشده باشد نسبت به محصول غذایی که تحت عملیات بلانچینگ قرار گرفته است دچار تخریب آنزیمی بیشتری خواهد شد. بنابراین محصول غذایی بلانچ شده همواره بایستی از نقطه نظر فعالیت آنزیمی باقیمانده در آن کنترل شود و از صحت عملیات بلانچینگ اطمینان حاصل گردد و شاخص این کار نیز آنزیم پراکسیداز است. باتوجه به آنکه در طراحی فرآیندهای حرارتی دو نکته همواره مدنظر می‌باشد و می‌بایستی طراحی به گونه‌ای انجام شود که هم از غیر فعال شدن عامل مخرب اطمینان حاصل شود و هم کمترین صدمه حرارتی به محصول غذایی وارد آید. ضروری است در این طراحی نیز به عواملی که بر روی میزان مقاومت حرارتی آنزیم مؤثرند توجه شود تا با استفاده از کنترل این عوامل شرایط عملیات را به گونه‌ای تنظیم نمود که حتی الامکان مقاومت حرارتی آنزیم کاهش یافته و بتوان در زمان کوتاهتری آن را غیر فعال نمود و محصول غذایی را از نقطه نظر ارزش غذایی با کیفیت بالاتری تهیه نمود. مهم‌ترین عاملی که بر فعالیت آنزیمی و میزان مقاومت حرارتی آن موثر است PH یا اسیدیته محیط است. تحقیقات انجام شده نشان می‌دهد که برای محیط غذایی، آنزیم پراکسیداز موجود در PH معینی حداکثر فعالیت خود را داراست در نتیجه بیشترین مقاومت حرارتی را دارا می‌باشد. براساس این PH می‌توان شرایط محیط داخل بلانچر را به گونه‌ای تنظیم نمود که از این محدوده PH فاصله داشته باشد به عنوان مثال تحقیقات انجام شده بر روی محصول هویج میزان مقاومت حرارتی آنزیم را نسبت به تغییرات PH چنین نشان می‌دهد.

زمان min

درجه حرارت

PH

هرچه PH کمتر است زمان کمتری می‌برد که بلانچینگ انجام شود

۳.۵

۸۰

۴

۷

۸۰

۵

۲۳

۸۰

۶

هرچه دما بالا می‌رود زمان نیز کاهش می‌یابد

<1min

۸۵

۴

۵ min

۸۵

۵

۱۱ min

۸۵

۶

بر مبنای اطلاعات درج شده در این جدول می‌توان دریافت که محیط غذایی هویج در ۶ =PH شرایطی را برای آنزیم پراکسیداز موجود فراهم می‌کند که بیشترین مقاومت حرارتی را در بر دارد و زمان لازم برای غیرفعال نمودن آن طولانی خواهد شد. با در نظر گرفتن این نکته می‌توان دریافت که همواره شرایط درون بلانچر بایستی از نظر PH با این میزان PH بدست آمده فاصله داشته باشد. در مورد محیط‌های غذایی مختلف یعنی انواع سبزیجات و میوه‌جات معمولاً محدوده PH بین ۵ تا ۵/۶ معرف محدوده‌ای است که آنزیم پراکسیداز در آن بیشترین مقاومت حرارتی را داراست. بهمین دلیل با افزودن چند قطره اسید به درون محلول بلانچر محیط را اسیدی نموده و PH را تغییر می‌دهیم.

عامل دیگری که در میزان فعالیت آنزیمی و کوتاه شدن زمان عملیات حرارتی بلانچینگ و بهبود شرایط آن موثر می‌باشد، نمک طعام یا Nacl است. معمولاً توصیه می‌شود به میزان یک درصد به محلول داخل بلانچر نمک طعام افزوده شود.

افزودن نمک دو اثر مثبت دارد:

۱ـ با افزایش فشار اسمزی محلول داخل بلانچر و مقاوم نمودن بافت محصول از خروج مواد مغذی از بافت محصول تا حدودی جلوگیری می‌کند و به این ترتیب به حفظ ارزش غذایی محصول کمک می‌کند. خروج مواد مغذی از درون بافت محصول یکی از مهم‌ترین عواملی است که در افت ارزش غذایی محصول در طی عملیات بلانچینگ مورد توجه قرار داده می‌شود و به اصطلاح Leaching شناخته می‌شود.

۲ـ افزودن نمک طعام به داخل محیط بلانچر باعث می‌شود آنزیم هایی که بافت غذایی پیوند یافته‌اند به صورت محلول آزاد شوند. چون نمک یکی از عوامل دناتوره کردن پروتئین است و آنزیم نیز ماهیت پروتئینی دارد. بنابراین مقدار یک درصد نمک باعث سست شدن اتصال آنزیم با بخش‌های مختلف بافت غذایی می‌گردد. آنزیمی که به صورت محلول درآمده نسبت به حالت پیوند یافته خود مقاومت حرارتی کمتری خواهد داشت و در زمان کوتاهتری غیر فعال می‌شود. لازم به تاکید است که مقدار نمک افزوده شده از میزان مذکور نبایستی تجاوز کند چرا که نمک خاصیت جذب رطوبت دارد و درصد بیشتر آن موجب خشک شدن بافت غذایی می‌گردد و آنزیم همواره در محیط خشک‌تر مقاومت حرارتی بیشتری خواهد داشت. پس اگر درصد نمک از مقدار مذکور تجاوز کند نقش نمک بر روی میزان مقاومت حرارتی آنزیم معکوس خواهد شد.

روش‌های عملیات بلانچینگ: بطو کلی دو شیوه اصلی برای ین فرآیند مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۱ـ استفاده از آب داغ Hot water blanching

۲ـ استفاده از بخار آب Steam blanching

دستگاه های لازم برای هر دو روش بسیار ساده است و از تانک استیلی تشکیل یافته که محصول را داخل تانک توسط سیستم نقاله‌ای از درون توده بخار یا آب داغ عبور می‌دهند. این دو روش برای سبزیجات مختلف نسبت به یکدیگر مزایا و معایبی دارند که با بررسی آنها می‌توان شیوه مناسب را برای هر نوع محصول انتخاب نمود. در این مقایسه چهار نکته اصلی مدنظر قرار می‌گیرد:

۱ـ میزان افت ترکیبات مغذی.

۲ـ قابلیت نفوذ محیط حرارت دهنده به بخشهای درونی بافت‌ ماده غذایی.

۳ـ از نقطه نظر بهداشتی.

۴ـ از نقطه نظر اقتصادی.

آنچه مسلم است بلانچینگ با بخار خود جنبه استریلیزاسیون داشته و بار میکروبی محصول را کاهش می‌دهد. درحالیکه آب داغ ممکن است حاوی میکروارگانیزم‌های ترموفیل بوده و باعث آلوده شدن محصول گردد. از نقطه نظر اقتصادی ضروری است به امکانات کارخانه از نقطه نظر هزینه تولید بخار و هزینه آب مناسب برای استفاده از درون تانک بلانچر توجه شود. موضوع قابلیت نفوذ محیط حرارت دهنده درون بافت محصول غذایی اهمیت زیادی دارد و هر چقدر این قابلیت نفوذ کمتر باشد بدیهی است برای غیرفعال شدن کامل آنزیم‌ها به زمان طولانی‌تری نیاز است. طولانی‌ شدن این زمان موجب حرارت‌دهی بیش از اندازه بخشهای خارجی محصول و صدمه دیدن این بخشها بوسیله آنزیم‌های درونی آن که همچنان فعالیت خود را به طور نسبی داراست، می‌شود. بویژه یکی از ترکیبات مغذی که در نتیجه این آنزیم‌های فعال در این مدت زمان کوتاه تحت تاثیر قرار می‌گیرد، اسید اسکوربیک یا ویتامین C موجود در بافت سبزی است که بسیار مستعد اکسیداسیون می‌باشد. بنابراین بخشی از افت ویتامین C که در طی عملیات بلانچینگ برآورده می‌شود، مربوط به اکسیداسیون آنزیم است. از نقطه نظر قابلیت نفوذ سیستم بخار آب، ضعیف می‌باشد و در نتیجه زمان طولانی‌تری را نیاز خواهد داشت. برای جبران این مشکل  و بهره‌مندی از سایر ویژگی‌های مطلوب فرآیند بلانچینگ با بخار از شیوه IQB استفاده می‌شود. این عملیات طی دو مرحله انجام می‌گردد:

۱ـ در مدت زمان بسیار کوتاه محصول مورد نظر را در تانکی تحت تأثیر بخار تزریق شده قرار می‌دهند. بدین ترتیب جریان بخار تنها لایه‌های سطحی قطعات محصول را گرم می‌کند و به درجه حرارت مورد نظر می‌رساند. این مرحله به مرحله گرم کردن یا Heating معروف است.

۲ـ در مرحله دوم جریان بخارزا قطع شده و محصول را به حال خود در حالت نیمه گرم باقی می‌گذارند و فرصت می‌دهند تا حرارت جذب شده در لایه‌های سطحی، بخشهای درونی محصول کاملاً نفوذ کند. بدین ترتیب بدون حرارت‌دهی بیش از حد شرایطی فراهم می‌آید که کلیه آنزیم‌ها کاملاً غیرفعال شوند و پس از این مرحله در صورت لزوم مرحله Cooling یا سرد کردن را داریم. در مرحله سرد کردن جهت به حداقل رسانیدن میزان افت ترکیبات مغذی در نتیجه حلالیت آنها از هوای سرد استفاده می‌شود. این هوا بایستی از رطوبت اشباع باشد تا از خشک شدن سطحی و پلاسیده شدن جلوگیری شود. در مورد سبزیجات برگی شکل قابلیت نفوذ کمتر مطرح می‌شود. اما جهت کوتاه‌ کردن زمان عملیات می‌توان از شیوه دو مرحله‌ای استفاده کرد و در مرحله‌ اول سبزی را تحت تأثیر هوای گرم تا حدودی گرم کرده و پس از آن بخار را تزریق کنیم. به این ترتیب بافت گرم شده سبزی آمادگی بهتری جهت جذب بخار داشته و زمان کلی عملیات کوتاه خواهد شد.

افت ترکیبات مغذی: بطور کلی افت ترکیبات مغذی را از سه نقطه نظر بررسی می‌کنند:

۱ـ حلالیت ترکیبات در آب داخل بلانچینگ یا افت ترکیبات از طریق Leaching: همانطوریکه در بخشهای گذشته ذکر شد بطور عمده افت ترکیبات در این طریق در بلانچینگ در آب داغ اهمیت دارد و شیوه بخار آب از این نقطه نظر بر شیوه آب داغ برتری دارد. برای به حداقل رسانیدن میزان Leaching همانطوریکه اشاره شد از نمک به میزان یک درصد می‌توان اضافه نمود ولی آنچه که مسلم است عوامل ظاهری که در Leaching تأثیر دارند اندازه قطعات محصول و نسبت وزنی محصول به محلول داخل بلانچر می‌باشد. اندازه قطعات می‌بایستی در حد بهینه‌ای تأمین شود. بگونه‌ای که ضمن به حداقل رسانیدن استخراج ترکیبات مغذی، زمان عملیات را آنقدر طولانی ننماید که باعث فعالیت آنزیم‌های غیرفعال نشده در این مدت زمان گردد. نسبت وزن محصول به وزن محلول نیز می‌بایستی در حد مناسبی با توجه به نوع محصول و میزان ترکیبات محلول تعیین گردد.

۲ـ عامل دیگر افت ترکیبات مغذی اکسیداسیون آنزیمی این ترکیبات است که همانطوریکه اشاره شد ویتامین C بخصوص در شیوه بخار آب بیشتر از سایر ترکیبات در معرض خطر قرار دارد.

۳ـ صدمه‌دیدگی حرارتی بعضی از ترکیبات است. در این مورد بویژه در مورد سبزیجات ترکیب کلروفیل مورد بررسی قرار گرفته است. کلروفیل در نتیجه حرارت دهی و در PH کم به ترکیب زیتونی رنگ فئوفیتیل تبدیل می‌شود. عامل اصلی این ترکیب نامطلوب جایگزینی یون H+ به جای یون Mg در هسته مرکزی ترکیب کمپلکس کلروفیل می‌باشد. حرارت عامل موثری است چون با نرم شدن بافت سبزی اسیدهای طبیعی موجود در بافت سبزی، کلروفیل آنرا تحت تاثیر قرارداده و واکنش مذکور روی می‌دهد. بنابراین در عملیات بلانچینگ دو واکنش بطور همزمان روی می‌دهد که هر دو تحت تأثیر حرارت قرار دارند:

واکنش اول: تبدیل کلروفیل به فئوفیتیل

واکنش دوم: غیرفعال شدن حرارتی آنزیم.

در نتیجه شرایط عملیات بلانچینگ را از نظر دما و زمان می‌بایستی به گونه‌ای تنظیم کنیم که واکنش دوم به سرعت و واکنش اول به کندی انجام شود. برای این منظور می بایستی حساسیت حرارتی دو واکنش و ضریب حرارتی  مورد توجه قرار داده شود. می‌دانیم که  بوده و در اصل با فاکتور Z هر واکنش یا هر ترکیب ارتباط دارد و هر چقدر Z هر ترکیب بزرگتر باشد مقدار  کوچکتر خواهد داشت و این نتیجه نشان می‌دهد واکنش حرارتی آن ترکیب با افزایش دما کمتر تحت تاثیر قرار گرفته و سرعت انجام آن به میزان کمتری افزایش می‌یابد. بررسی‌های انجام شده نشان داده که مقدار Z برای آنزیم شاخص عملیات بلانچینگ یعنی پراکسیداز معادل ۳۰-۲۹ درجه سانتی‌گراد است. درحالیکه مقدار Z برای ترکیب کلروفیل در حدود ۵۰ درجه سانتی‌گراد تخمین زده می‌شود. بنابراین کلروفیل با داشتن Zvalue بزرگتر نسبت به حرارت حساسیت کمتری داشته و در نتیجه افزایش دمای عملیات بلانچینگ واکنش آنزیمی را بیشتر تحت تأثیر قرار می‌دهد و بر مبنای این بررسی توصیه می‌شود عملیات با شیوه HTST دمای بالاتر و زمان کوتاهتر انجام گیرد High Temprature Short Time.

+ نوشته شده در  جمعه دهم دی ۱۳۸۹ساعت ۲۳:۵۸  توسط مینو شهرستانی  |  ۲ نظر

بیو پلیمرهای خوراکی

               بیو پلیمرهای خوراکی

هدف اصلی از بسته بندی مواد غذایی افزایش عمر نگهداری و محافظت آنها از اثرات نا مطلوب محیطی مثل نور رطوبت اکسیژن میکروارگانیزم ها و…. است که امروزه علاوه بر این هدف مسائلی از قبیل :آگاهی مصرف کننده از محتویات بسته و توزیع آسان ماده غذایی نیز مطرح است .به موازات پیشرفت صنعت بسته بندی مشکلات زیست محیطی مرتبط با آن هم افزایش یافته من الجمله افزایش وزن زباله های مربوطه .

امروزه عموما” از مواد پلاستیکی جهت بسته بندی استفاده می شود که غیر قابل تجزیه و بازیافت مجدد هستند .اما استفاده از فیلم های پلیمری خوراکی و قابل تجزیه زیستی این مشکل را تا حدودی برطرف کرده و می تواند جایگزین مواد پلاستیکی شوند .

فیلم پلیمری خوراکی

لایه بسیار نازکی از مواد قابل خوردن است که روی مواد غذایی تشکیل می شود و یا سطح اجزای آن را می پوشاندو بی رنگ ـ بو و طعم هستند .

هدف استفاده از بیوپلیمرهای خوراکی :

۱-      ممانعت از نقل و انتقال رطوبت ـ اکسیژن ـ دی اکسیدکربن ـ مواد موثر در عطر و طعم چربی ها و غیره .

۲-      حمل و نقل افزودنی های غذایی نظیر آنتی اکسیدان ها ـ ترکیبات ضد میکروبی و مواد معطر .

۳-      بهبود خواص مکانیکی و خصوصیات حمل و نقل ماده غذایی

محلول سازنده فیلم خوراکی از طریق اسپری نمودن و غوطه وری یا پخش و توزیع در دیگ چرخان بر روی ماده غذایی پوشش می دهند و بدین ترتیب :

۱-      هزینه مربوط به تجهیزات و ضایعات کاهش می یابد .

۲-      سد مفیدی در مقابل نقل و انتقال رطوبت ـاکسیژن با مواد معطر و طعمی هستند.

۳-      وزن و حجم بسته بندی کاهش می یابد.

۴-      کیقیت ماده غذایی بعد از باز کردن بسته اصلی حفظ می شود .

۵-      فیلم های پروتئینی قادر به افزایش ارزش غذایی محصول هستند .

تنها یک مورد قابل ذکر است که برخی مصرف کنندگان به دلیل بیماری سلیاک قادر به تحمل گلوتن گندم نیستند و برخی نسبت به پروتئین شیر حساسند . با توجه به میزان کم مصرفی چنین ترکیباتی این موارد بایستی به مصرف کننده اعلام شود .

مواد مصرفی در پوشش های خوراکی :

۱-      مشتقات نشاسته : آمیلاز ـ نشاسته با آمیلاز بالا و یا همراه با هیدروکسی پروپیله که در برابر اکسیژن ممانعت کنندگی متوسط و در برابر رطوبت ضعیف هسنتد .

۲-      مواد پروتئینی ـلیپیدی که اغلب از مواد طبیعی مثل ذرت ـ گندم ـ سیب زمینی و سویا هستند و در قطعات گوساله ـ خوک ـ طیور ـ ماهی ـ لاشه کامل بره استفاده می شود .

۳-      عصاره علف های دریایی ( فلیم های آلژینات ) که مانع از دست رفتن رطوبت می شوند  و به دلیل مقاومت بالا در برابر ورود و خروج اکسیژن  اکسیداسیون را به تعویق می اندازند و برای میوه و سبزی ـ خرچنگ و میگو استفاده می شود.

۴-       پروتئین زئین ذرت . زئین یکی از پروتئین های ذرت است که ۶ – ۱۲ درصد ترکیب ذرت را تشکیل می دهد و به عبارتی ۷۰درصد گلوتن ذرت (پرولامین و گلوتنین ) را شامل می شود که طی فرآیند فیلم سازی توسط غلطک زنی و پرس داغ به فیلم بسته بندی تبدیل می شود . و در فرآورده هایی مثل سوپ آماده (جهت جلوگیری ار انتقال رطوبت و کلوخه ای شدن )و پفک و نان و شیرینی های مغزدار و شکلات کاربرد دارد .

                            فیلم های پلیمری و قابل تجزیه زیستی

طبق تعریف موادی هستند که در فرآیند کمپوست به وسیله میکروارگانیزم ها تحت شرایط محیطی مطلوب (گرم و مرطوب )و سویسترای پلیمری آسیب پذیر به طور کامل منحصرا” به ترکیباتی نظیر دی اکیسد کربن ـآب ـ متان ـ بیومس تبدیل می شوند که این عمل طی دو مرحله است :

–          پلیمرزدایی : که طی این مرحله زنجیره های پلیمری تجزیه می شوند .

–          معدنی شدن : مواد حاصل از مرحله قبل به دی اکسید کربن ـ آب ـ نمک و غیره تجزیه می شوند .

محاسن :

۱-      کاهش استفاده از منابع تجزیه ناپذیر .

۲-      کاهش ضایعات از طریق برگرداندن بیولوزیکی آنها به سیستم حیاتی

۳-      حل مشکل ورود دی اکسید کربن ناشی از سوخت فسیلی پلیمر سنتزی به اتمسفر.

این مواد طی دوره نگهداری ماده غذایی پایدارند و تجزیه در مرحله بعد صورت می گیرد . به طور کلی در شرایط محیط خشک و ماده غذایی با رطوبت کمتر مدت نگهداری نیبتا” طولانی خواهد بود ولی برای محیط های مرطوب و مواد مرطوب مدت نگهداری محدود است .

اساسا” مشکل تمامی پلیمرهای بیولوژیکی این است که مانع خوبی برای رطوبت نیستند . ضمن اینکه ترموپلاستیک نیز نیستند یعنی در برابر حرارت غیر مقاومند به همین جهت اغلب با NC-W (موم نیترو سلولز ) پوشش می یابند .

مواد مصرفی در پلیمرهای قابل تجزیه زیستی :

۱-      فیلم های پلی ساکاریدی : از مشتقات سلولزند مثل سلوفان که دارای خاصیت چاپ پذیری و مقاومت مکانیکی خوبی هستند و در رطوبت نسبی پایین مانع اکسیژن ـچربی ـروغن ـموادمعطر و طعمی نیز می باشند و  در  بسته بندی گوشت و پنیر کاربرد دارند .

۲-      سلولز استات : ترموپلاستیک ـشفاف و محکم ـمانع گریس و روغن ولی در برابر رطوبت و گاز غیر مقاوم هستند .شفاف ـبی بو ـ فاقد طعم و در آب محلولند .

۳-      مشتقات اتری سلولز : MC  متیل سلولز ـ HPMC هیدروکسی پروپیل متیل سلولز ـ CMC کربوکسی متیل سلولزـ EC

اتیل سلولز و HPC هیدروکسی پروپیل سلولز که خوراکی نیز هست و برای شکلات مصرف می شود .

                                                            منابع :

                                                                                     – ماهنامه خوشه بهمن ۸۵

–          KHATAMPOLYMER.COM –

                                                                                                                گردآورنده : مینو شهرستانی

+ نوشته شده در  جمعه دهم دی ۱۳۸۹ساعت ۱۶:۵۲  توسط مینو شهرستانی  |  نظر بدهید

بسته بندی مواد غذایی

بسته بندی عبارتست از پوشش مناسبی که محصول را به منظور جلوگیری از فساد و اسراف ماده غذایی در بر می گیرد . در حقیقت نظام به هم پیوسته ای از آماده سازی کالا جهت حمل و نقل ، توزیع ، نگهداری ، فروش و مصرف نهایی می باشد . ضمن اینکه ارتقاء این صنعت می تواند در پیشبرد اهداف تجاری تولید کننده و توانایی عرضه در بازار جهانی ، سهم بسزایی داشته باشد .

 در محصولات کشاورزی مورد بحث ( میوه و سبزی ) روش های مدیریت پس از برداشت به منظور حفظ کیفیت و ایمنی محصولات می بایست اعمال گردد :

۱ . بسته بندی میوه و سبزیجات

۲ . مدیریت دما و رطوبت نسبی

۳ . روش های سرد کردن

۴ . انبار کردن

 ۱ . بسته بندی میوه و سبزیجات :

در ابتدا تمیز کردن ، ضد عفونی کردن و بهداشت ، جداسازی براساس کیفیت و اندازه ، واکس زدن و … جهت کاهش بار میکروبی ، جلوگیری از فعالیت های متابولیکی میکروارگانیزم ها ( بالا بردن Shelf life ) و کاهش تنش های فیزیکی انجام می شود .

کم کردن تغییرات متابولیکی غیر معمول که به دلیل گرمازدگی ، سرمازدگی ، کمبود اکسیژن یا تنش دی اکسید کربن ممکن است باعث لک افتادن ، گود افتادگی ، نرم شدگی بیش از حد ، تغییر رنگ ، تغییر بافت و … منجر شود ، نیز توسط بسته بندی صورت می گیرد .

 برای انجام عمل بسته بندی میوه و سبزی ابتدا بایستی خصوصیات مواد اولیه بسته بندی را به طور خلاصه به شرح ذیل در نظر گرفت :

۱ . سمی نباشد

۲ . از نظر ظاهری جذاب باشد

۳ . مقاوم در برابر نور ، رطوبت ، چربی و گاز

۴ . مقرون به صرفه اقتصادی

۵ . مقاوم در برابر ضربات مکانیکی

۶ . قابل بازیافت

۷ . قابلیت دوخت حرارتی

۸ . در برابر حرارت ملایم چروک خورده و به سطح ماده غذایی نچسبد

۹ . در ظروف کوچک میوه و سبزی کاملاً قابل رویت باشد

 مواد بسته بندی مشتمل بر کاغذ ، کارتن ، چوب ، پلاستیک ، چرم ، سفال ، شیشه ، فلز ، انواع فیلم ( پلی پروپیلن PP ، پلی اتیلن PE ، پلی استیرن PS ، پلی وینیل کلراید PVC .

 مواد بسته‌بندی و اهداف بسته‌بندی:

 این موضوع جنبه‌های گوناگون دارد:

۱ـ جنبه نگهداری غذا (افزایش طول مدت نگهداری Shelf life)

۲ـ جنبه تبلیغاتی و بازاریابی کالا. این جنبه از کاربرد بسته‌بندی در سالهای اخیر باعث شده که در این صنعت گسترش زیادی پیدا کرده تا جایی که تحت صنعتی مستقل به نام صنایع تکمیلی مطرح شود. علت این گسترش زیاد تشویق تولید کننده به سمت استفاده از مواد بسته‌بندی به منظور جذاب کردن محصول خود و حصول سود بیشتر بوده است.

۳ـ جنبه اطلاعاتی: هر ماده بسته‌بندی محیط مناسبی است برای آنکه تولیدکننده بتواند اطلاعات مهمی را که موظف است از نظر قوانین و استانداردهای موادغذایی در اختیار مصرف کننده قرار دهد، بر روی این محیط این موارد را درج می‌نماید. بنابراین بسته‌بندی کالا هم عامل محافظت کننده از ماده غذایی در مقابل فساد است و هم محیطی برای درج اطلاعات مورد نیاز.

نقش  بسته‌بندی در نگهداری مواد غذایی: یکی از عوامل مهم فساد مواد غذایی رطوبت می‌باشد و در واقع تبادل رطوبت با محیط اطراف به این مفهوم که هر محصول غذایی با یک درصد رطوبت معینی تا زمانی که به خوبی نگهداری شده است، میزان رطوبت موجود در آن حتی الامکان ثابت مانده باشد. می‌دانیم هر محصول هنگامی که بسته‌بندی شده باشد با میزان رطوبت معینی در اطراف خود و در واقع در فضای داخل بسته فشار بخار معینی را متناسب با میزان رطوبت خود ایجاد می‌کند. نقش ماده بسته‌بندی ثابت نگه داشتن این میزان فشار بخار آب است و این کار را از طریق خصوصیت منحصر به فردی به نام خصوصیت ممانعت کننده ایجاد می‌کند.

از این طریق هر ماده بسته‌بندی با توجه به خصوصیت ممانعت کنندگی خود برای موارد خاصی از محصولات غذایی قابل استفاده خواهد بود.

بطوریکه با توجه به نوع محصول و شرایط نگهداری و تولید آن و شناخت خصوصیات مواد بسته بندی می توان ماده مناسب را انتخاب نمود به عنوان نمونه برای فراورده های نانوایی که بلافاصله پس از تولید بسته بندی می گردند معمولا” ماده بسته بندی مناسب است که بتواند امکان نفوذ رطوبت از درون بسته به محیط اطراف را فراهم آورد و به این ترتیب از تجمع بخار آب تبخیرشده از محصول در درون بسته جلوگیری نماید چراکه اگر این رطوبت در داخل بسته تجمع یابد محصول قبل از فساد واقعی و اتمام زمان نگهداریکپک می زند. نقطه مقابل این مثال محصولات منجمد و نگهداری شده در داخل سردخانه های زیر صفر است. در مورد این محصولات ممکن است پدیده ای نامطلوب به نام سوختگی انجماد یاFreeze Burning  در اثر تصعید کریستال یخ از لایه سطحی روی دهد. علت واقعی این پدیده افت رطوبت هوای داخل سردخانه یا سیستم انجماد می باشد. به هر دلیل که این علت روی دهد موجب می شود محصول غذایی که در تماس با این هوا است تمایل داشته باشد رطوبت خود را از دست بدهد. اما از آنجایی که دمای عملیات بسیار پایین است و هیچ منبع حرارتی دیگری موجود نیست و آب موجود در ماده غذایی به صورت کریستالهای یخ می باشد تنها راه از دست دادن رطوبت تصعید کریستالهای یخ از لایه های سطحی محصول به محیط اطراف است. با تصعید شدن کریستالها جای خالی آنها به صورت حفراتی در سطح محصول باقی می ماند . وجود این حفرات باعث تغییر زاویه انعکاس نور گشته و موجب می شود در محل حفرات لکه هایی به صورت لکه هایی با رنگ متفاوت در سطح محصول دیده شود . یعنی در محل حفرات به نظر می رسد محصول تغییر رنگ داده است. این پدیده را به نام سوختگی انجماد می شناسند و یکی از راههای جلوگیری از بروز آن استفاده از مواد بسته بندی است که خصوصیت ممانعت کنندگی مطلوبی نسبت به نفوذ رطوبت دارد که در محصولات گوشتی منجمد کاربرد وسیعی دارد.

۲- اکسیژن: جلوگیری از تبادل اکسیژن از دیگر عواملی است که قابلیت نگهداری محصول را افزایش می دهد و بنابراین خصوصیت ممانعت کنندگی ماده بسته بندی مقابل تبادل اکسیژن از دیگز عواملی است که در انتخاب آن برای محصولات غذایی مختلف مورد توجه قرار داده می شود.

اکسیژن معمولا” برای مواد غذایی که درصد چربی تسبتا” زیادی دارند نظیر محصولات گوشتی و همین طور برای جلوگیری از تخریب ویتامینها نظیر ویتامین C از دیگر عوامل مهم محسوب می شود. به عنوان نمونه بسته بندی گوشت تازه تحت سه سیستم ممکن است صورت گیرد:

۱- بسته بندی تحت خلاء یا Vacuum Packaging (VAC)

۲- بسته بندی تحت شرایط اصلاح شده یا Modified Atmosphere Pack (MAP)

۳- Gas Packaging که در اصل نوعی از (MAP)می باشد.

۱- بسته بندی تحت خلاء(VAC):برای مواردی از توزیع گوشت مورد استفاده قرار می گیرد که قطعات بزرگ گوشت در فواصل طولانی از محل کشتارگاه به محلی که عملیات برش زنی گوشت انجام می گیرد منتقل می شود. در چنین مواردی استفاده از این نوع بسته بندی در درجه اول از فساد اکسیداتیومحصول جلوگیری می نماید. اما همانطور که می دانیم در شرایط تحت خلاء رنگ گوشت به صورت قرمز ارغوانی به واسطه وجود میوگلوبین خواهد بود درحالیکه از نظر مصرف کننده رنگ قرمز _ صورتی مناسب تر و مبین تازه بودن گوشت می باشد. در مواردی که گوشت بین تولیدکنندگان اصلی و تولیدکنندگان جزء تبادل می شود رنگ ظاهری گوشت چندان اهمیتی ندارد . در حالیکه چون فواصل انتقال طولانی است نیاز به تامین زمان ماندگاری بیشتری می باشد که توسط بسته بندی تحت خلاء فراهم می شود. در این نوع تکنیک تحت خلاء از مواد بسته بندی استفاده می شود که حتی الامکان از این شرایط برخوردار باشند:

·                   حداکثر خصوصیت ممانعت کنندگی را در مقابل نفوذ اکسیژن دارا باشد.

·                   از مقاومت مکانیکی خوبی برخوردار باشد و در مقابل سوراخ شدن مقاوم باشد.

·                   در اثر حرارت دهی ملایم چروک خورده و کاملا” به سطح محصول بچسبد.(قابلیت چین خوردگی یا Shrinkable)

برای این منظور معمولا” قطعات بزرگ گوشت قرار داده شده در بسته بندی را از درون تونل های بخار عبور می دهند یا بطور لحظه ای با آب داغ تماس می دهند . به این ترتیب ماده بسته بندی چروک خورده سطح محصول را می پوشاند.

۲- بسته بندی تحت شرایط اصلاح شده(MAP): دراین سیستم معمولا” محصول غذایی را در فضایی بسته بندی می کنند که ترکیب گازی آن فضا کنترل شده و به گونه ای تنظیم شده که بهترین شرایط برای نگهداری محصول فراهم آید. در مورد گوشت این شیوه در دو موقع انجام می شود:

۱- در مواقع عرضه گوشت به صورت خرده فروشی.

۲- در مواقع عرضه گوشت به صورت عمده فروشی.

۳- GAS Packaging: برای انتقال گوشت  پس از برش زنی از محل کشتارگاه به مکانهای فروش مورد استفاده قرار می گیرد. یعنی شیوه ای است که کاربرد آن نظیر Vacuum Pack است و برای مواردی که فواصل انتقال کوتاهتر باشد مناسب است .

شیوه MAP: شیوه بسته بندی در شرایط اصلاح شده و عرضه گوشت به صورت خرده فروشی معمولا” عملیات به این صورت است که در فضای بین ماده بسته بندی و محصول غذایی مخلوط گازی مرکب از اکسیژن _ نیتروژن و دی اکسید کربن وارد می شود. درصد اکسیژن در حدود ۶۰-۸۰ درصد و درصد دی اکسید کربن ۲۰-۴۰ درصد است و مابه التفاوت این دو درصد N2 می باشد. فشار اکسیژن یا مقدار موجود آن می بایستی در حدی باشد که در سطح گوشت با تشکیل اکسی میوگلوبین رنگ قرمز صورتی دیده شود. درحالیکه نقش CO2 جلوگیری از فعل و انفعال باکتریهای مولد فساد است . گاز N2 گاز خنثی است. از یکسو شکل بسته را حفظ می کند و از سوی دیگر از جذب بیش از اندازه CO2 در محصول غذایی (گوشت) جلوگیری می کند و به این ترتیب مانع از اسیدی شدن گوشت و کاهش ظرفیت نگهداری رطوبت در آن می گردد.

درسیستم MAP باتوجه به این توضیح ماده بسته بندی موردنظر می بایستی از خاصیت ممانعت کنندگی مطلوبی نسبت به نفوذ این گازها برخوردار باشد.

در سیستم GAS PACK گوشت پس از کشتار و برش بسته بندی می شود و قطعات آن در داخل کارتن هایی قرارداده می شود که این کارتن ها مخلوط گازی از اکسیژن و CO2 وارد کرده ایم با این تفاوت که درصد CO2 بالا و درصد اکسیژن نسبت به سیستم قبل کم می باشد. چنین بسته هایی را می توان در فواصل نسبتا” کوتاه منتقل نمود. در محل فروش پس از باز کردن کارتن ها بسته های گوشت در معرض هوا قرار گرفته و چون ماده بسته بندی نسبت به اکسیژن نفوذپذیر است رنگ آن رنگ قرمز ـ صورتی مطلوب مصرف کننده خواهدشد.

۳- جلوگیری از نفوذ موادمعطر محصولات غذایی به محیط اطراف:

که در مورد مواد غذایی نظیر ادویه جات _ قهوه و زعفران از اهمیت زیادی برخوردار است. همچنین ترکیباتی که جهت طراحی و چاپ روی بسته بکار برده شده اند نبایستی به درون بسته و محصولات غذایی نفوذ نمایند. بنابراین مسئله فراریت این ترکیبات و قابلیت نفوذ ماده بسته بندی برای این ترکیبات حائز اهمیت است.

۴- انتخاب و مواد بسته بندی: موادبسته بندی مختلف می بایستی از نفوذ نور به داخل بسته جلوگیری نموده زیرا این عامل از عوامل تشدیدکننده اکسیداسیون حساس است. ساده ترین راه برای این منظور استفاده از بسته های تیره است نظیر ظروف شیشه ای تیره . در مورد مواد پلیمری که کاربرد وسیعتری دارند از طراحی هایی که با رنگهای مختلف روی بسته ایجاد می شود برای این منظور کمک گرفته می شود. ضمن آنکه معمولا” ناحیه ای روی بسته بدون طرح و به صورت شفاف باقی می ماند تا امکان دیدن داخل بسته فراهم آید. این ناحیه را معمولا” Window گویند و یکی از مقررات مورد نیاز در صنعت بسته بندی است. در موارد بسته بندی مرکب که هزینه زیادتری دارند یکی از لایه ها آلومینیم فویل می باشند. استفاده از این لایه بطور مشخص جهت انعکاس نور می باشد. نکاتی که باید در این انتخاب مدنظر قرار می گیرند:

۱- خصوصیت ممانعت کنندگی ماده بسته بندی در مقابل رطوبت و اکسیژن و مواد معطر.

۲- مقاومت مکانیکی ماده بسته بندی در مقابل ضربه _ کشش و پارگی.

۳- مقاومت حرارتی ماده بسته بندی : این ویژگی بخصوص در مورد مواد غذایی آماده به مصرف یا ready to eat که پس از در اختیار گذاردن آن و خرید مصرف کننده نیاز به یک حرارت دهی ملایم جهت آماده سازی نهایی خواهد داشت. همچنین در مورد محصولات غذایی که در درون بسته جوشانیده می شوند نیز مقاومت حرارتی ماده بسته بندی حائز اهمیت است . این نوع محصولات اخیر را اصطلاحا” Boil In Bag می نامند. به این ترتیب مواد بسته بندی مورد نظر بایستی در دماهای بکار گرفته شده تغییر شکل نداده و در عین حال با محصول واکنش شیمیایی نیز ندهد.

۵-تداخل متقابل مواد بسته بندی بامحصولات غذایی Interaction:

این مبحث بحث اصلی است که در تعیین قوانین و اصطلاحات کاربرد مواد بسته بندی در صنعت غذا مورد بررسی قرار می گیرد و از چند جنبه مختلف قابل توجه است.:

الف) در مورد محصولات کنسروی معمولا” نوع محصول غذایی تعیین کننده نوع لاک یا پوشش داخل قوطی است. حضور این پوشش باعث می شود ترکیبات آزاد شده از ماده غذایی با فلز قوطی واکنش نداده و تغییرات نامطلوب به حداقل برسد. بنابراین یکی از نمونه های بارز واکنش شیمیایی محصول غذایی با قوطی کنسرو تغییراتی است که به این طریق بوجود آمده و با انتخاب نوع لاک مناسب می توان از آن جلوگیری کرد.

ب) انتقال مواد شیمیایی مختلف از مواد بسته بندی به درون ماده غذایی : این موضوع را اصطلاحا” تحت عنوان مهاجرت ترکیبات یا Immigration می شناسند که یکی از مباحث مهم تنظیم قوانین و استانداردها است .بطوریکه برای ترکیبات مختلف افزودنی که جهت بهبود خصوصیات مواد بسته بندی در فرمولاسیون آن بکار برده می شوند همواره حد مجازی به واسطه پدیده مهاجرت در این قوانین تعیین می گردد. اغلب این ترکیبات نظیر ترکیبات نرم کننده یا Plasticizer_ پیگمانهای رنگی و حلال هایی که جهت چاپ های رنگی انجام می شود هستند.

ج) مهاجرت یکسری ترکیبات طبیعی ماده غذایی  به درون لایه های مختلف بسته بندی های مرکب یا Laminated layers .

۶- قابلیت چاپ پذیری ماده بسته بندی : در مورد مواد بسته بندی که به عنوان لایه خارجی مواد بسته بندی های مرکب مورد استفاده قرار می گیرد بسیار حائز اهمیت است.

۷- قابلیت دوخت حرارتی Heat Sealing .

۸- پایین بودن وزن مخصوص : این خصوصیت در ماده بسته بندی از نقطه نظر حمل ونقل بسیار حائز اهمیت است.

۹- در دسترس و ارزان بودن : که از دلایل اصلی جذب مشتری می باشد و از بعد اقتصادی حائز اهمیت است.

 تاثیرات دیگر بسته‌بندی در نگهداری مواد غذایی:

۱ . خصوصیت :ممانعت کنندگی ( Barrier Property ) : به واسطه ی ثابت نگه داشتن میزان فشار بخار آب محصول در بسته . لازم به یادآوری است که ماده غذایی با محیط اطراف تبادل رطوبت می کند و تا زمانی به خوبی نگهداری می شود که رطوبت حتی الامکان ثابت بماند و این خصوصیت مواد بسته بندی همین وظیفه را به عهده دارد . به عنوان مثال جلوگیری از کپک زدگی که بر اثر تجمع بخار آب حادث می شود و یا جلوگیری سوختگی انجماد که بر اثر افت رطوبت سردخانه ای به وجود می آید .

۲ . جلوگیری از تبادل اکسیژن : که قابلیت نگهداری محصول را افزایش می دهد . خصوصاً در مواد چرب و همچنین جلوگیری از تخریب ویتامین ها نظیر ویتامین C .

۳ . جلوگیری از نفوذ مواد معطر غذایی به محیط اطراف : نظیر قهوه ، چای ، زعفران ، ادویه جات و …

۴ . جلوگیری از نفوذ نور به داخل محصولات حساس به نور.

 از روش های بسته بندی می توان به موارد ذیل اشاره کرد :

۱ . بسته بندی MAP ( اتمسفر تغییر یافته Modified Atmosphere Packaging ) : بسته بندی یک محصول فسادپذیر در هوایی که ترکیبات آن با هوای عادی متفاوت است و حاوی اکسیژن ـ دی اکسید کربن و نیتروژن است و به عنوان جایگزینی برای نگهداری محصولات از طریق انجماد و کاهش مصرف انرژی بدون اثر منفی بر کیفیت محصول در مراحل انبارداری و …

 ۲ . بسته بندی CAP (اتمسفر کنترل شده Controlled Atmosphere Packaging‌) : بسته بندی در هوایی با مشخصات از پیش تعیین شده و کنترل شده بسته به ماهیت پویایی محصول از بعد میکروبی و شیمیایی می باشد که بسیار پر هزینه است .

 ۳ . بسته بندی Aseptic : اصولاً شامل استریل کردن محصول قبل از بسته بندی و پر کردن آن داخل ماده بسته بندی از قبل استریل شده در یک محیط استریل و عاری از میکروب می باشد . این روش مدت هاست برای شیر ، محصولات لبنی ، آب میوه و محصولات مایع به کار می رود .

 ۴ . بسته بندی تحت خلاء ( Vaccum P‌ ) بیشتر در مورد گوشت مورد مصرف دارد ، در این روش تنفس ماده غذایی و فعالیت میکروبی درون بسته ، دی اکسید کربن ایجاد کرده و خود بر رشد میکروبی موثر است و بدون انجماد ماده غذایی از ماندگاری بالایی برخوردار خواهد بود .

در روش های فوق الذکر از فیلم های پلی مری استفاده می شود.

انواع مواد بسته بندی:

مهمترین مواد بسته بندی در صنعت غذا عبارتند از فلزات در قوطی های کنسرو و انواع مقواهای چند لایه شیشه و نهایتا” مواد پلیمر.

مواد پلیمری در بین این مواد بسته بندی مختلف خصوصیات ویژه ای دارند که باعث می گردد قابلیت استفاده وسیعتری داشته باشند و عملا” در بسیاری از موارد جایگزین شیشه و ظروف فلزی گردند. این خصوصیت منحصر بفرد به این قرار می باشد:

۱- پایین بودن وزن مخصوص آنها که معمولا” در محدوده ۲/۰-۵/۱ گرم بر سانتیمتر مکعب تخمین زده می شود. این موضوع از نظر حمل و نقل و انبارداری و کاهش هزینه بسیار مورد توجه است.

۲- قابلیت شکل پذیری: نازک تا ۲۵/۰ میلیمتر _ و با ضخامت بین ۱ تا ۳ میلیمتر.

از این نظر مواد بسته بندی پلیمری به دو گروه اصلی تقسیم می شوند:

گروه اول: مواد پلیمری هستند که به صورت لایه های بسیار نازک تحت عنوان فیلم Film تهیه می شوند. ضخامت این لایه ها کمتر از ۲۵/۰ میلیمتر است . این گروه فیلهای انعطاف پذیری هستند که کاملا” شکل ماده غذایی را به خود می گیرند.

گروه دوم : مواد بسته بندی هستند که به صورت ورقه یا Sheet با ضخامتی در حدود ۱ تا ۳ میلیمتر تبدیل می شوند. این گروه ورقه های سختی هستند که به شیوه های مختلف حرارتی و با استفاده از فشار هوا شکلهای مختلفی نظیر انواع بطری _ لیوان و سینی تولید می نمایند.

از آنجایی که درجه حرارت عملیات شکل دهی این مواد پلیمری بسیار کمتر از عملیات شکل دهی شیشه است در نتیجه قابلیت کاربرد این مواد در بسیاری از موارد از ظروف شیشه ای بیشتر می باشد.

 در عین حال نسبت به فلزات دارای این برتری هستند که حداقل واکنش شیمیایی را با محصول غذایی ایجاد می نمایند. به همین دلیل کمتر دچار خوردگی می شوند و این از نظر تولید کنندگان مهم است .

برتری دیگر: اکثر مواد پلیمری قابلیت دوخت حرارتی دارند . بنابراین نیازی به درب بندی مجزا وجود نداشته و این از نقطه نظر اقتصادی بسیار حائز اهمیت است.

انواع مواد پلیمری: امروزه با پیشرفت تکنولوژی روز به روز انواع جدیدی از مواد پلیمری به صورت منفرد یا مرکب به بازار عرضه می شوند که هر یک ویژگی های جدیدی را برای تولیدکنندگان صنعت غذا و صنایع دیگر پیشنهاد می نمایند. اما مهمترین مواد پلیمری که در واقع سایر مواد مشتقات آن می باشند این موارد هستند:

۱- سلوفان Cellophane

۲- پلی اتیلن  :Poly Ethylene (PE)

A ـ  (HDPE) High Density.PE

(LDPE) Low Density.PE -B

۳- پلی وینیل کلراید Poly Vinyl Chloride (PVC)

۴- پلی اتیلن ترفتالات Poly Ethylene Therphethalate (PET)

خصوصیات مواد بسته بندی پلیمری :

۱- سلوفان : این ماده بسته بندی با فرآیند بیشتری از خمیر کاغذ تهیه می شود. بنابراین جزو فیلم های سلولزی است و به همین علت یکی از خصوصیات ویژه آن قابلیت تاخوردگی آن است و این موضوع برای بسته بندی هایی مثل شکلات و سیگار مناسب است . خصوصیت دیگر آن نفوذ پذیری نسبت به رطوبت است. یعنی از ممانعت کنندگی خوبی برای رطوبت برخوردار نیست. بنابراین در فرآورده های نانوایی از تجمع رطوبت در داخل بسته جلوگیری می کند. در مواردی که لازم است به نوعی از تبادل رطوبت جلوگیری کند معمولا” لایه های پوشش داده سلوفان مورد استفاده قرار می گیرد. به این مفهوم که لایه داخلی یا مرکزی را سلوفان تشکیل داده و بر روی آن لایه های دیگری از مواد بسته بندی دیگر نظیر PE یا ماده PVDC (پلی ونیلیدین کلراید) استفاده می‌شود.

از خصوصیت دیگر این ماده بسته بندی می توان به شفافیت آن و مقاومت آن در مقابل نفوذ روغن و قابلیت دوخت حرارتی آن اشاره نمود.

۲- پلی اتیلن (PE):

الف)LDPE  (پلی اتیلن با دانسیته پایین ) این ماده بسته بندی جزو ارزان ترین ماده بسته بندی پلیمری است و به لحاظ خصوصیت نسبتا” مطلوب و هزینه پایین آن کاربرد زیادی دارد . همانطور که از نامش پیداست دانسیته این ماده بسته بندی نسبت به نوع دیگر PE کمتر بوده و معمولا” در محدوده ۹۲۵/۰-۹۱۴/۰ گرم بر سانتیمترمکعب است .

این مواد بخصوص در لایه های مرکب مورد استفاده قرار می گیرند. معمولا” لایه داخلی که با ماده غذایی در تماس است از این جنس است . چراکه کمترین واکنش شیمیایی و تاثیر مطلوب را بر روی ماده غذایی به جا می گذارد. در این حال یکی از لایه های مرکزی نیز از این  جنس است تا بتواند خصوصیت ممانعت کنندگی مطلوبی را در کل ماده بسته بندی ایجاد کند. همچنین آخرین لایه نیز ممکن است از این جنس استفاده شود تا ضمن چاپ روی بسته باعث شفافیت آن شود. با ذکر این نکته که این لایه‌ها ضخامت‌های مختلفی دارند و معمولاً PE داخلی و مرکزی با ضخامت بیشتری استفاده می‌شود. LDPE از مقاومت کششی خوبی برخوردار است و به همبن علت از قابلیت انقباض و انبساط آن معمولاً جهت مواد بسته‌بندی غذایی منجمد کمک گرفته می‌شود. چرا که این ماده از پایداری خوبی در دماهای بسیار پایین برخوردار است. قابلیت ممانعت‌کنندگی آن مقابل رطوبت مطلوب و در مقابل نفوذ اکسیژن و Co۲ بعضاً مطلوب است.

ب) خصوصیات HDPE:

این ماده پلیمری از نظر مقاومت مکانیکی مطلوب‌تر است و آن را به صورت ورقه جهت بطری، سینی، لیوان و ظروف دیگر تبدیل می‌کنند. برخلاف LDPE که اکثر اوقات بصورت فیلمهای انعطاف‌پذیر یا Flexible films تولید می‌شود. دانسیته این ماده بسته‌بندی بین ۹۴/۰ تا ۹۶۵/۰ تغییر می‌کند. از خصوصیات ممانعت‌کنندگی بهتری نسبت به رطوبت و گازها برخوردار است. مقاومت حرارتی آن مطلوب است تا حدی که می‌توان با بهبود ویژگی‌های آن از این ماده بسته‌بندی برای حرارت‌دهی محصولات تا دمای پاستوریزاسیون استفاده نمود. این ماده بسته‌بندی معمولاً نیمه‌شفاف یا کدر است. بنابراین نسبت به نفوذ نور نیز مقاوم است.

۳) PVC (پلی وینیل کلراید)

این ماده بسته‌بندی دانسیته حدود ۴۵/۱-۳۵/۱ گرم بر سانتی‌متر مکعب داراست. مقاومت مکانیکی خوبی در مقابل ضربه دارد. سخت است و بصورت ورقه شکل‌دهی می‌شود. قابلیت نفوذ آن در برابر رطوبت نسبتاً زیاد است، ولی از خصوصیت ممانعت‌کنندگی خوبی نسبت به گازها برخوردار است.

در مورد PVC دو نکته حائز اهمیت است:

(نکته اول): قابلیت شکل‌پذیری آن: این ماده بسته‌بندی همان طور که گفته شد سخت است، در نتیجه برای شکل‌دهی آن نیاز به اعمال حرارت‌های بیشتر است. بطوریکه در این دما احتمال دارد PVC تجزیه شده و از خود گاز اسیدکلریدریک آزاد کند و موجب صدمه دیدن ماشین‌آلات شکل‌دهی بشود. به همین علت جهت کاهش هزینه عملیات و قابلیت بهتر شکل‌دهی، این ماده بسته‌بندی معمولاً در هنگام تولید ورقه‌های PVC پودر آن را با مواد نرم‌کننده یا Plasticizer مخلوط می‌کنند و پس از آن تحت غلطک‌‌زنی داغ قرارداده و ورقه‌های آن را تولید می‌کنند. این ترکیبات نرم کننده جزو ترکیبات آروماتیک هستند (مشتقات بنزن) و یکی از ترکیبات با کاربرد وسیع‌تر دی‌اکتیل فتالات (DOP) می‌باشد.

به همین علت با اضافه کردن ترکیبات نرم کننده PVC را می‌توان نرم نمود تا حدی که به صورت فیلم قابل استفاده باشد.

نرم شده  نرم کننده (آروماتیک) + PVC

(نکته دوم): به قابلیت استفاده از آن در صنعت غذا یا Food grade بودن آن مربوط می‌شود. این ماده بسته‌بندی از پلیمریزاسیون منومرهای وینیل کلراید تشکیل یافته است. بدیهی است در طی پلیمریزاسیون احتمال محسوب ماندن واحدهای آزاد وینیل کلراید بین زنجیره‌های پلیمری وجود خواهد داشت. از آنجا که این منومر سرطانزا است، بنابراین اگر درصد آزاد موجود در ساختمان مانده پلیمری از حد معینی تجاوز کند درصد مهاجرت آنها به درون محصول غذایی بسته‌بندی شده در این ماده بسته‌بندی بیش از اندازه خواهد شد، تا حدی که مصرف آن محصول برای مصرف کننده خطرساز خواهد بود. به همین علت FDA قوانینی را برای استفاده از این ماده بسته‌بندی وضع نموده است، بطوریکه کاربرد کلی این ماده بسته‌بندی بسیار محدود شده و در اغلب موارد به جای آن از مواد پلیمری دیگری مثل PET، مثل HDPE و همینطور پلی استایرن Polystyrene (PS) استفاده می‌شود. از سوی دیگر مواد PVC برای صنعت غذا مجاز شناخته‌اند که حداکثر وینیل‌کلراید آزاد شده بر روی ماده غذایی در محدوده PPM 2-1 قرارداشته باشد و به همین لحاظ چنین PVC را Food grade می‌خوانند. همچنین طبق قوانین وضع شده در موارد استفاده از PVC نبایست این ماده بطور مستقیم با محصول غذایی تماس داشته باشد. بنابراین معمولاً بصورت لایه‌های مرکب همراه با پلی اتیلن بکار برده می‌شود.

۴) خصوصیات PET (پلی اتیلن ترفتالات)

این ماده بسته‌بندی توسط فرایند پلیمریزاسیون پیچیده‌ای تولید می‌شود و به همین علت معمولاً هزینه تولید بالاتری دارد. از شفافیت خوبی برخوردار بوده و مقاومت آن در مقابل مواد شیمیایی، اسیدها و روغن مطلوب است. از مقاومت حرارتی بسیار خوبی برخوردار است و یکی از مشکلات آن عدم مقاومت آن در مقابل ضربه است، یعنی به راحتی ترک بر می‌دارد. جهت بهبود این خصوصیت از فرآیندی تحت عنوان فرآیند خطی کردن یا Orientation استفاده می‌نمایند. از این فرآیند جهت افزایش نظم ساختمان مولکولی در شبکه پلیمری ماده بسته‌بندی استفاده می‌شود و در نتیجه آن از یک سو قابلیت شکل‌دهی و مقاومت مکانیکی محصول یا ماده بسته‌بندی افزایش می‌یابد و از سوی دیگر خصوصیت ممانعت کنندگی آن بهبود پیدا می‌کند. از این ماده بسته‌بندی بصورت سینی و بطری استفاده زیادی می‌شود.

بطری‌های از جنس PET برای پرکردن آب میوه‌جات داغ پس از خروج از فرآیند پاستوریزاسیون می‌تواند به کار برده شود.

همچنین برای پرکردن نوشابه‌های گازدار کاربرد وسیعی دارد. درحالیکه سینی‌هایی از جنس PET برای بسته‌بندی مواد غذایی که در ماکرو ویو قرار داده می‌شوند، استفاده می‌گردد. همینطور به علت مقاومت حرارتی بالا این ماده بسته بندی از آن می‌توان برای سینی‌هایی که در درون فر تغییر شکل نداده و با محصول غذایی واکنش نمی‌دهند، استفاده نمود.

پلی استرها : اولین بار در سال ۱۹۲۸ فعالیت برای تولید آن آغاز شد . این مواد در برابر کشیدگی مقاوم هستند و برای مواد غذایی که نیاز به پخت یا جوشاندن درون بسته را دارد از مقاومت شیمیایی خوبی برخوردارند و هیچ نوع ماده نرم کننده درون آن ها استفاده نمی شود . نسبت به گازها نفوذپذیری کمی دارند .

پلی استرها پلیمرهایی هستند با زنجیره بلندی از ترموپلاستیک که مبنای تشکیل آن ها ترفتالات ( ماده ای با استحکام مکانیکی بالا ) می باشد .

پلی اولفین ها : مواد اولیه غالب در بسته بندی پلاستیک های قابل انعطاف ، قابلیت کشش ، قابلیت دوخت حرارتی ، مقاوم در برابر بخار آب

۱ . پلی اتیلن در دانسیته بالا و پایین LDPE , HDPE

۲ . پلی پروپیلن

پلی اتیلن با دانسیته ی کم ( Low Density Poly Ethylen ) : گاز اتیلن تحت فشار PSI 60000 و حرارت حدود ۱۴۹ درجه ی سانتی گراد با مقدار کمی پروکسید آلی به عنوان کاتالیزور

بدون بو ، وزن سبک ، با دانسیته ی gr/cm۳ ۹۳۵/۰ ـ ۹۱۶/۰

دارای سطح غیرقطبی است و چسبیدن چسب ها یا جوهر چاپ مستلزم عمل آوری سطح فیلم با شعله کم قبل از چاپ است .

پلی اتیلن با دانسیته بالا ( High Density Poly Ethylen‌ ) : دارای دانسیته بالا gr/cm۳ ۹۶/۰ ـ در اثر مولکول های پلیمر نزدیک به هم ماده حاصله سخت تر است . نقطه ی نرم بالایی دارد حدود ۱۲۰ درجه ی سانتی گراد ـ سفت با شفافیت کم ـ به دلیل داشتن نقطه نرم بالا می تواند حرارت استریلیزاسیون را تحمل کند .

پلی پروپیلن ( Poly Propylen‌ )

دانسیته gr/cm۳ ۹/۰ ـ سخت ـ نقطه ی ذوب ۱۵۰ ـ ۱۴۰ درجه ی سانتی گراد ـ مقاوم در برابر ضربه و تحت تأثیر حرارت یعنی در برودت زیر صفر استحکام آن در برابر ضربه کمی کاهش می یابدکه البته این عیب با کوپلیمریزه کردن پروپیلن با اتیلن برطرف می شود ـ در برابر حرارت بالا منبسط شده و به نسبت ۱ به ۷ افزایش سطح می دهد و در تهیه کیسه های مختلف کاربرد فراوان دارد . قابلیت ارتجاع بالا ـ درخشنده ـ شفاف با خواص بصری خوب .

خانواده ی وینیل پلاستیک :

پلی وینیل کلراید ـ کوپلیمر های وینیل کلراید ـ پلی وینیل استات ـ ساران

از پلیمریزاسیون اتیلن های جانشین شده بدست می آید . که مهمترین آن ها PVC ( Poly Vinyl Chloride )‌ است .

PVC ساکن است و حالت کریستالی کمتری نسبت به پلی اولفین ها دارد . سخت ـ شکننده ـ با دانسیته ی gr/cm۳  ۰۳/۱ ـ ۰۴/۱ ـ با مواد نرم کننده اصلاح می شود ـ چروک پذیری حرارتی

لاستیک های هیدروکلراید :

از مزایای این فیلم می توان درخشندگی خوب ـ مقاومت در برابر اسیدها و الکل ، داشتن خاصیت استرچ و شرینگ و قابلیت انتقال گازها را نام برد .

پلی استیرن ـ کوپلیمرهای استیرن

 پلی استیرن PS ( Poly Styrene )

بی رنگ ـ شفاف مثل شیشه ـ فوق العاده شکننده ـ لیوان های یکبار مصرف میوه و سبزی

 ۲ . مدیریت دما و رطوبت نسبی : کالاهای باغی فاسد شدنی دارای زمان نگهداری مناسبی حدود صفر درجه ی سانتی گراد هستند که افزایش دما بر میزان فساد می افزاید ـ دماهای پایین یا بالاتر از حد بهینه باعث اختلالاتی از جمله :

انجماد : به دلیل آب زیاد محصول

آسیب سرمایی : در دمای کمتر از یک درجه بحرانی که دمای آستانه سرما نامیده می شود ، محصول دچار آسیب هایی مثل رنگ پریدگی ، آبکی شدن ، نقص در رسیدن ، نرسیدن ، بی مزگی ، ایجاد زمینه مساعد برای حمله پاتوژن ها می کند .

آسیب گرمایی : تبخیر بیش از حد باعث ایجاد لکه های سفید حاصل از مرگ بافت ها ( آفت سوختگی ) یا تجزیه کلی آن ها

رطوبت نسبی : دامنه مناسب رطوبت نسبی برای انبار میوه ها بین ۸۵ تا ۹۵ درصد است و برای سبزیجات این میزان بین ۹۰ تا ۹۸ درصد متغیر می باشد . رطوبت نسبی با روش های زیر قابل کنترل است :

۱ . اضافه کردن رطوبت ( استفاده از آب پاش بخار آب )

۲ . منظم کردن حرکت هوا و تهویه

۳ . حفظ دمای سردخانه به اندازه انبار و وسایل حمل و نقل در حدود یک درجه ی سانتی گراد از دمای هوا

۴ . فراهم نمودن عایق های رطوبتی

۵ . اضافه کردن خطوط پلی اتیلن در ظروف بسته بندی و استفاده از ورق های پلیمری مشبک جهت بسته بندی

۶ . مرطوب کردن کف اتاق های انبار

۷ . پاشیدن آب تمیز و ضد عفونی شده به محصولاتی مثل سبزیجات برگی و سبزیجات ریشه ای در فصل خنک و سبزیجات میوه ای نابالغ ( مثل لوبیای سبز ـ نخود ـ ذرت شیرین و کدو )

 ۳ .  روش های سرد کردن

·        اتاق سرد

·        هوای فشرده

·        خلاء

·        آب

·        یخ

 ۴ . انبار کردن و حمل و نقل سردخانه ای :

·        عایق بندی ساختمان

·        حضور فضای کافی جهت جریان هوا بین پالت ها

·        انبار کردن در حد ظرفیت انبار

·        توجه به مسافت های طولانی و امر کنترل دما

·        استفاده از اتیلن جهت آغاز دوره رسیدن میوه و سبزیجات

·        به حداقل رسانیدن ارتعاشات جهت جلوگیری از صدمات فیزیکی

+ نوشته شده در  جمعه دهم دی ۱۳۸۹ساعت ۱۶:۵۱  توسط مینو شهرستانی  |  یک نظر

گزارش بازدید و بررسی آب وتصفیه پساب در کشتارگاه زیاران

 عنوان تحقیق : گزارش بازدید و بررسی آب وتصفیه پساب در کشتارگاه زیاران

  استاد : مهندس فرهاد نرجس پور

دانشجویان : مینو تقی شهرستانی – محمد رضا ملکی

                                 گروه : صنایع غذایی

                                سال تحصیلی ۸۴-۸۵

 فهرست مطالب :

بخش یکم

مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………..۲

بخش دوم

۲- تاریخچه …………………………………………………………………………………………………………………..۳

  ۱-۲- تاریخچه تصفیه در جهان ………………………………………………………………………………..۳

 ۲ -۲- تاریخچه تصفیه در ایران ………………………………………………………………………………….۳

  ۳-۲- تاریخچه تصفیه در کشتارگاه زیاران ………………………………………………………………..۳

 بخش سوم

۳- مشخصات کشتارگاه زیاران ……………………………………………………………………………………..۴

  ۱-۳- موقعیت جغرافیایی کشتارگاه زیاران ………………………………………………………………..۶

  ۲-۳- بخش های پروسه تولید…………………………………………………………………………………….۶

 ۱-۲-۳- محوطه انتظار دام ………………………………………………………………………………….۶

 ۲-۲-۳- سالن کشتار…………………………………………………………………………………………….۶

 ۳-۲-۳- اتاق های سرد…………………………………………………………………………………………۶

۴-۲-۳- انبار پوست خام و پوست……………………………………………………………………….۷

      ۵-۲-۳- سالن بار پاک کنی…………………………………………………………………… …………..۷

      ۶-۲-۳- دفاتر اداری و امکانات رفاهی………………………………………………………………….۷

      ۷-۲-۳- آزمایشگاه کشتارگاه ………………………………………………………………………………۷

      ۸-۲-۳- اتاق آلایش خوراکی ………………………………………………………………………………۷

     ۹-۲-۳- بازار خرید و فروش دام …………………………………………………………………………..۷

   ۱۰-۲-۳- سردخانه…………………………………………………………………………………………………..۷

   ۱۱-۲-۳- کارگاه قطعه بندی و بسته بندی مجاز گوشت………………………….. …………۷

   ۱۲-۲-۳- واحد تبدیل ضایعات……………………………………………………………………………….۷

   ۱۳-۲-۳- بخش جمع آوری و سالم سازی فاضلاب ………………………………………………۷

 بخش چهارم

۴- بررسی مسائل زیست محیطی کشتارگاه ………………………………………………………………۸

۱ -۴- اقدامات زیست محیطی کشتارگاه……………………………………………………………………۸

۲ -۴- میزان مصرف آب در بخش های مختلف ………………………………………………………..۸

۳ -۴- میزان تولید فاضلاب ………………………………………………………………………………………..۹

بخش پنجم

۵- روش های تصفیه فاضلاب …………………………………………………………………………………….۹

۱-  تصفیه مکانیکی یا فیزیکی …………………………………………………………………………..۹

۲-  تصفیه بیولوژیکی …………………………………………………………………………………………۱۰

    ۳- تصفیه شیمیایی ……………………………………………………………………………………………۱۰

۱-۵- روش های تصفیه فاضلاب در ایران و جهان ………………………………………………..۱۱

۲-۵- روش تصفیه فاضلاب در کشتارگاه و طرح شماتیک……………………………………..۱۳

  ۱ -۲-۵-عملکرد سیستم تصفیه فاضلاب در کشتارگاه زیاران ……………………………۱۳

۳-۵- نتایج و پیشنهادات ………………………………………………………………………………………..۱۶

بخش ششم

۶- استاندارد های مربوطه ……………………………………………………………………………………….۱۷

۱-۶- استاندارد ۲۴۳۹ ویژگی های پساب صنعتی …………………………………………………۱۷

۲-۶- استاندارد ۲۴۴۰ روش نمونه گیری پساب …………………………………………………….۱۷

بخش هفتم

۷- مراجع …………………………………………………………………………………………………………………۱۸

 ۱-  مقدمه:

 مطلبی که ارائه می گردد برمبنای درس مشخصات آب وپساب درکشتارگاه وکارخانجات فرآورده های گوشتی به ارزش دو واحد و با تدریس جناب مهندس نرجس پور می باشد.اینجانبان مینو تقی شهرستانی و محمدرضا ملکی جهت انجام وظیفه به کشتارگاه زیاران واقع در استان قزوین بخش آبیک مراجعه داشته ایم که شرح بازدید ذیلا” تقدیم می گردد.

 ۲- تاریخچه :

تصفیه فاضلاب تاریخچه خیلی طولانی ندارد. فقط درکتب تاریخی گفته ها وفرمان هایی مبنی بر پرهیز از آلودگی منابع طبیعی خصوصا” آب و رودخانه ها ، اشاره هایی شده است.

۱-۲- تاریخچه تصفیه فاضلاب در جهان :

فن پاکسازی آب های آلوده حدود یکصدسال پیش، یعنی زمانی که باکتری ها ومیکروب های بیماری زاء و واگیر و شیوع بیماری ها شناخته شد، مطرح گشت و در واقع علم تصفیه آب وفاضلاب مرهون پیشرفت های علوم پزشکی وزیست شناسی است. درابتدای این شناخت ممنوعیت ورود آب های آلوده به منابع طبیعی بخصوص رودخانه ها اعلام گردید و به دنبال آن تصفیه فاضلاب وتکمیل روش های آنها پی گیری شد. بعداز جنگ جهانی دوم وتوسعه شهرها وصنایع بتدریج خطرآلودگی محیط زیست بیشتراحساس شد و درنتیجه امرتصفیه فاضلاب وتحقیق وتوسعه آن به طور جدی تر دنبال گردید. بطور خلاصه تاریخچه استفاده ازخاصیت کودی فاضلاب جهت آبیاری کشاورزی به حدود۱۰۰سال پیش واستفاده ازدریاچه های ثبیت وتصفیه فاضلاب به حدود۲۰سال پیش در اروپا برمی گردد.

۲-۲- تاریخچه تصفیه فاضلاب درایران:

استفاده ازلجن فاضلاب به عنوان مواد کودی درایران از زمان های دور متداول بوده است. ولی تصفیه آن صرفا” به برخی نواحی شمال تهران قدیم مثل صاحبقرانیه(۱۳۴۰)ویاتصفیه خانه های اصفهان(۱۳۴۵)مربوط می شده است. درسال ۱۳۷۶کارجدی ترتصفیه فاضلاب دراصفهان حدود۷۰%  ودرتهران حدود۴-۳ %انجام شد. دراین سال دراصفهان وتوابع ۵ تصفیه خانه باجمعیت زیر پوشش حدوداً ۱۳۰۰۰۰۰ودر تهران وشهرهای دیگرایران جمعا تصفیه خانه باجمعیت زیرپوشش حدوداً  ۲۷۴۰۰۰ مشغول به کار بودند.

۳-۲- پیشینه ی تصفیه فاضلاب در کشتارگاه زیاران:

تصفیه فاضلاب درکشتارگاه زیاران ازهمان ابتدای شروع کارکشتارگاه، یعنی سال۱۳۵۲به همین شکل امروزی به صورت هوازی انجام می شده است. طراحی سیستم تصفیه فاضلاب ودریاچه های تثبیت را آقای دکترهاشمیان ازاساتید بنام دانشگاه صنعتی شریف عهده دار بوده اندکه اخیراً نیز طیِِِِِ مراجعاتی که به محل داشته اند ایده های جدیدارائه شده را بررسی کردند و قرارشد تغییرات عدیده ای درتکمیل وبهینه سازی بیشترتصفیه فاضلاب کشتارگاه زیاران ایجاد نمایندکه شرح آن درادامه تقدیم می گردد.

 ۳- مشخصات کشتارگاه زیاران:

 کشتارگاه زیاران درسال ۱۳۵۲با مساحت حدود۱۵۰هکتارزمین احداث گردید که شامل دامپروری گوسفند، گاو، بز، گاومیش، گوزن و اسب نیز می باشد. این مجموعه شامل بخشهای زیر است:

ساختمان اصلی

تاسیسات جانبی

سالن کشتاردام بزرگ به مساحت ۳۰۰۰ متر مربع

تاسیسات سرد

سالن کشتاردام کوچک به مساحت ۲۰۰۰مترمربع

تونل ۱۵۰ مترمربع

ارتفاع سقف سالن هاحدود ۷-۸ متر

سردخانه ۹۰۰ مترمربع

تاسیسات کشتارگاه به مساحت ۱۲۰۰مترمربع

پیش سردکن ۲۰۰۰ مترمربع

قسمت صنایع تبدیلی به مساحت ۶۰۰۰

اتاق بخار ۵۰۰ مترمربع

تصفیه فاضلاب قبل ازورودبه دریاچه های تثبیت شامل آشغالگیر و تفکیک خون ۳۰۰۰مترمربع

باسکول ونگهبانی ۱۵۰ مترمربع

برق وژنراتور ۱۵۰ مترمربع

میدان دام ۱۰۰۰۰مترمربع

ساختمان اداری وآزمایشگاه ۱۸۰۰مترمربع

بسته بندی ۱۵۰۰ مترمربع

 که روزانه دریک شیفت کاری ۱۵۰۰ دام سبک و۳۵۰ دام سنگین کشتار می شود.

 مجموعه زیاران در بخش خصوصی وزارت جهادکشاورزی فعال است و درکل ۱۳۰نفر مدیر و پرسنل در بخشهای زیر مشغول می باشد:

مدیر

بهداشتی دامپزشک (۱نفر) 

 

مدیرمالی اداری (۱نفر) 

 

مدیرفنی (۱نفر)

 

دکتردامپزشک(۵نفر)

بسته بندی

(۱۰نفر)

 

تکنسین کاردان بهداشت

(۸نفر)

 

پرستاران ومراقبان دامهای زنده

(۱۰نفر)

 

کارکنان مالی اداری

(۲۰نفر)

 

ترابری

(۱۰نفر)

 

سلاخهاو

کارکنان ساده وقصاب(۲۰نفر)

(۲۵نفر)

 

نگهبانی

(۹نفر)

 

نگهداری ساختمانها

(۱۰نفر)

 

بخش فاضلاب

(۸نفر)

 

تاسیسات بخاروگرمایش وسرمایش

(۸نفر)

 

برق وژنراتورها

(۸نفر)

  دراین مجموعه بخش جمع آوری ضایعات دامی مثل فضولات ویا محصولات جانبی مثل پوست وروده وهمچنین ارسال آنها به وسیله پیمانکارانی جدا از پرسنل کشتارگاه انجام می شود که شرکت زیاران با پیمانکاران طی قرار داد بطور سالانه کار می کنند. دراصل خود شرکت صرفاً فروشنده ضایعات یا محصولات جانبی دامهای کشتاری است که توسط مجموعه زیاران تولید و پرورش یافته والباقی مربوط به چوبدارانی است که دامهای خود را برای کشتاربه کشتارگاه آورده اند و خودشان یا جداگانه محصولات را می برند ویا به همان پیمانکاران یادشده واگذار می کنند.

 ۱-۳- موقعیت جغرافیایی کشتارگاه زیاران :

 کشتارگاه واقع درکیلو متر۴۵ جاده کرج قزوین دربخش آبیک بنا شده است .

 ۲-۳- بخش های پروسه تولید:

 ۱-۲-۳- محوطه انتظار دام  : محل  مجهز، بهداشتی و مناسب درکشتارگاه است که درآن گوسفندها ،بره ها، گاوها یا گاومیش های زنده پذیرفته شده درکشتارگاه به مدت حداقل ۲۴ساعت پیش ازکشتار باانجام مراقبت های لازم درشرایط بهداشتی نگهداری می شوند و استراحت می کنند تا برای کشتار آماده شوند.

۲-۲-۳- سالن کشتار : این ساختمان مهم دقیقاً یک کشتارگاه کوچک است که دارای محوطه انتظاری به ظرفیت چند گاو، سالن کشتار واتاق آویزان کردن لاشه است. کلیه مراحل کشتاردام های زنده مشکوک به بیماری یا دچار حادثه وسانحه شده به تشخیص وتایید دکتردامپزشک مسئول بهداشتی کشتارگاه درداخل این سالن انجام می شود.

۳-۲-۳- اتاق های سرد : فضای سرپوشیده بهداشتی، محفوظ و مجهزی درکشتارگاه است که لاشه و اندرونه خوراکی دام را پس ازکشتار و پیش از توزیع آن درشرایط دما ورطوبت مناسب ولازم، برای مدتی به منظورسردکردن درآنجا نگهداری می کنند.

۴-۲-۳- انبارپوست خام وپوست : این قسمت نبایدخیلی وسیع باشد زیرا باید آنرا به طور روزانه تمیزکرد. پوست گوسفند درهوای گرم باید به صورت صاف پهن شود تا دمای آن ازبین برود و سپس نمک سودگردد. درغیراین صورت بلافاصله فاسد می شود.

۵-۲-۳- سالن بارپاک کنی: فضائی سرپوشیده،  بهداشتی و مجهزی درمحوطه کشتارگاه  صنعتی دام است که درآن روده ها، شکمبه، نگاری، هزارلا، شیردان واندرونه شکمی دامهای کشتارشده تخلیه، پاک  و شستشو می شوند و پساب به وجودآمده طی عملیات بهداشتی به تصفیه فاضلاب هدایت می گردد.

۶-۲-۳- دفاتراداری وامکانات رفاهی: دفاتراداری باید درکشتارگاه موقعیتی مرکزی داشته باشند تا بتوانند تمامی قسمتهای کشتارگاه را زیر نظر بگیرند.

۷-۲-۳- آزمایشگاه کشتارگاه: محلی است بهداشتی، مجهز و مجاز درکشتارگاه که دارای امکانات و تجهیزات لازم آزمایشگاهی بوده ، درآنجا بررسی های علمی و آزمایشهای لازم تشخیصی بر روی دامهای زنده پیش ازکشتار ولاشه ها، اندرونه ها وضمایم آنها پس ازکشتاربرای تشخیص قطعی سلامت یا بیماری دام  وگوشت انجام می شود.

۸-۲-۳- اتاق آلایش خوراکی: اتاق ویژه ای درکشتارگاه است که از آن برای نگهداری موقت و آماده سازی اندرونه شکمی وسینه ای خوراکی دامهای کشتارشده پس از انجام بازرسی بهداشتی آنها، استفاده می شود.

۹-۲-۳- بازارخرید وفروش دام : بخشی ازکشتارگاه است که درآن دامهای مجاز وارده به کشتارگاه ، پس ازبازرسی بهداشتی وقرنطینه، به منظور کشتار به معرض خرید و فروش گذاشته می شوند.

۱۰-۲-۳- سردخانه : فضای سرپوشیده بهداشتی ومحفوظی است که مجهز به دستگاه های سرمازا و تهویه ودارای دما ورطوبت مناسب وشرایط فنی و بهداشتی لازم برای حفظ کیفیت و نگهداری لاشه ، شقه ، نیم شقه ، گوشت واندرونه خوراکی دام درمدت مورد نظر می باشد.

۱۱-۲-۳- کارگاه قطعه بندی وبسته بندی مجاز گوشت : کارگاهی است که پس از انطباق شرایط ، مکانی است  سرپوشیده ، بهداشتی ، محفوظ ، مجهز و مجاز که درآن بهداشتی کارهای قطعه بندی لاشه دام ، استخوان گیری ، بسته بندی و نشانه گذاری گوشت زیر نظر مسئول فنی بهداشتی انجام  می شود.

۱۲-۲-۳- واحد تبدیل ضایعات : مکانی است سرپوشیده، بهداشتی و مجهز درکشتارگاه صنعتی دام که کلیه ضایعات به دست آمده ازکشتاردام ، لاشه های ضبطی و اندرونه ها و موادغیرقابل مصرف برای خوراک انسان، درآن درشرایط لازم وبهداشتی تبدیل به روغن های صنعتی، پودرخون ، پودراستخوان و پودرگوشت برای مصرف درخوراک دام وطیور می گردد.

۱۳-۲-۳- بخش جمع آوری وسالم سازی فاضلاب : دفع بهداشتی و موثر فاضلاب کشتارگاها  و سایر آبها وجود دارد.کشتارگاه ها مقادیر زیاد آب مصرف می کنند که یکی ازعوامل مهم افزایش قیمت فرایند آماده سازی گوشت است که به تفصیل به آن خواهیم پرداخت .

۴- بررسی مسائل زیست محیطی :

درساخت این مجموعه کلیه حریم ها وفواصل ازکشتارگاه رعایت شده است.کشتارگاه زیاران به دور ازمناطق صنعتی آلوده و به دور از مناطق سکونی بنا گردیده است درخلاف جهت وزش باد از سمت کشتارگاه به شهرساخته شده ودرمسیرسیل وطوفان وزلزله واقع نگردیده است. نکات ایمنی و بهداشتی به نحو مطلوبی درکشتارگاه رعایت می گردد.

۱-۴- توضیحات اقدامات محیط زیستی :

بنا به اطلاعات واصله ، مسئولین زیربط درتکاپوی دریافت گواهینامه((ISO 22000 هستند واگر سیستم خط کشتار به صورت خطی بود و به صورت موازی (حالت کنونی) نبود ایشان موفق به دریافت HACCP نیز می شدند.

۲-۴- میزان مصرف آب دربخش های مختلف :

آب مورد مصرف ازچاه عمیق تامین وپس ازسالم سازی به صورت قابل شرب وتمیز درلوله های ۲۰اینچی به داخل هدایت می شود.علیرغم اینکه مشکل کم آبی وجود ندارد ولی بازهم محل های ذخیره آب به اندازه حداقل یک روز مصرف هم موجوداست. آب داغ بادمای ۸۲درجه سانتیگراد درسرتاسرسالن های کشتار مرتب در جریان است. آب غیرقابل شرب جهت آتش نشانی ،آبیاری اشجار وشستشوی خیابان ها توسط لوله های بارنگ مشخص ،قابل تشخیص است.

میزان آب مصرفی برحسب مقادیر کشتاری و مصارف دیگر درمجموع حدود۷۰۰مترمکعب در روز می باشد.

دام سنگین :                             ۱۰۵۰۰= ۳ × ۳۵۰

دام سبک :                               ۲۵۵۰= ۱۵۰۰ + ۱۰۵۰۰

آب سرد :                                ۳۸۲۵۰۰ = ۱۵۰ × ۲۵۵۰

آب گرم۴۰ درجه :                      ۲۰۴۰۰۰ = ۸۰ ×۲۵۵۰

آب داغ ۶۰ درجه :                      ۳۸۲۵۰ = ۱۵× ۲۵۵۰

آب داغ ۸۲ درجه :                     ۷۶۵۰۰  = ۳۰ × ۲۵۵۰

جمع آب مورد نیاز دریک شیفت کاری = ۷۰۱۲۵۰ لیتر است .

۳-۴- میزان تولید فاضلاب :

 فاضلاب خروجی ازکشتارگاه قبل از تفکیک و پاک سازی بین ۳۵۰۰ الی ۴۵۰۰ BOD و    COD  بین ۱۴۰الی ۱۵۰متغیر است  و دبی فاضلاب خام حدود ۲۳۰ مترمکعب برساعت است. فاضلاب های حاصله ازکشتارگاه و واحدهای زهتابی  و سالامبور سازی وتبدیل مازاد، پسآب جمع آوری شده ، به حوض هوازی + بی هوازی هدایت می شوند که در بخش ۵ به تفصیل به آن می پردازیم.

۵- روش های تصفیه فاضلاب :

تصفیه فاضلاب به صورت مصنوعی یا طبیعی به سه شکل اصلی انجام می گیرد:

۱-   تصفیه مکانیکی یا فیزیکی

 *صاف کردن فاضلاب (آشغالگیری- صاف کردن با کمک ماسه)

*ته نشین کردن مواد معلق

*شناورسازی مواد معلق

۲-  تصفیه بیولوژیکی

 *باکتری های هوازی شامل: (روش طبیعی تصفیه زیستی- روش نیمه مصنوعی تصفیه زیستی – روش مصنوعی تصفیه زیستی)

 *باکتری های بی هوازی  (روش تعفن) شامل: هضم لجن (تخمیراسید- تخمیر قلیایی) که باعث ایجاد گاز متان – گاز کربنیک و هیدروژن سولفوره می گردد.

* نیترات سازی توسط باکتری های هوازی

* نیترات زدایی توسط باکتری های بی هوازی

*فسفات زدایی توسط باکتری های فسفات زدا

 ۳-  تصفیه شمیایی

* جهت تاثیر روی مواد خارجی محلول در فاضلاب توسط (خنثی سازی – اکسیداسیون – احیا – تعویض یونی)

* جهت تاثیر روی مواد خارجی نامحلول در فاضلاب توسط (انعقاد یا لخته سازی – شناورسازی – جذب سطحی)

*گندزدایی (با کلر – با اشعه ماوراء بنفش)

 ۱-۵- روش های تصفیه فاضلاب در ایران و جهان :

کلیه روشهای فوق در جهان استفاده می شود . در ایران طبقه بندی روشهای تصفیه عبارتند از :

اولیه – آشغالگیری – ته نشینی و…. فرآیندهای فیزیکی

ثانویه – جداکردن مواد ریز و محلولهایی که به کار می رود و جداسازی مشکل تر است .

پیشرفته – رساندن کیفیت آب و پساب به استانداردهای بالا که در بخش ۶ به آنها اشاره می گردد.

هر کدام از مراکزی که به نوعی ایجاد فاضلاب می کنند بسته به نیاز و امکانات مالی از روشهای فوق استفاده می کنند.  به عنوان مثال به دو نمونه از کار شرکتهای پیاده سازی سیستم های تصفیه آب و فاضلاب اشاره می کنیم:

الف -شرکت مهندسی وهنگ سازان  روش آب شیرین کن با اسمز معکوس RO (Reverse Osmosis)- و روش C_TECH سیستم سیکلی لجن فعال و دفع همزمان بیولوژیکی فسفر توسط ترکیبات کربنی و نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون ، همچنین از روش C_MEM سیستم کاهش فولینگ و فیبر زدایی را در کارخانجات متقاضی ، پیاده سازی می کند .

ب -شرکت صنایع پایدار از:

۱-                       صافی های چکنده  – Trickling Filter

۲-                        دیسکهای گردان بیولوژیکی (RBC) – Rotating Biological Contactors

۳-                       فیلترهای بی هوازی _ Anaerobic filters

۴-                       فیلترهای مستغرق _ Submerged filters

۵-                       بسترهای شناور بیولوژیکی (BFB)_ Biological Fluidized Beds

۶-                       فیلترهای بیولوژیکی فعال شده (ABF)_ Activated Bio Filters

برای کارخانجات متقاضی استفاده می کنند.

در کشورهای پیشرفته از تمامی روشهای :

  Physical                                                                                          

Sedimentation

Screening

Aeration

Filtration

Floatation and skimming

Degasification

Equalization

Chemical                                                                                        

Chlorination

Ozonation

Neutralization

Coagulation

Adsorption

Ion Exchange

Biological                                                                                        

Aerobic

Activated sludge treatment methods

Trickling Filtration

Oxidation ponds

Lagoons

Aerobic Digestion

Anaerobic

 Anaerobic Digestion

Septic tanks

Lagoons

استفاده می شود. ضمن اینکه هنوز برخی از روشها در ایران کاربرد ندارد و در کشورهای پیشرفته روش روتین است ، من الجمله روش  MBRکه تصقیه غشایی توسط میکروب است در این روش میکروب ها پشت غشاها می مانند و در فضای کم و راندمان بالا تصفیه انجام می گیرد . همچنین روش UASB رآکتورهای  (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) که خصوصا” در کارخانجات تولید محصولات غذایی کاربرد فراوان دارد و Biogas های حاصله در صنایع دیگر مصارفی چون سوخت های CNG و غیره دارد.

۲-۵- روش تصفیه فاضلاب در کشتارگاه زیاران و طرح شماتیک :

در کشتارگاه زیاران تصفیه به صورت بیولوژیکی(Wetland Treatment) و توسط ۵ استخرانجام می پذیرد

 ۱-۲-۵- عملکرد سیستم تصفیه فاضلاب در کشتارگاه زیاران :

خون و خونابه ها توسط کانالهای مجزا جمع آوری شده و پس از عبور از صافی مشبک وارد حوضچه خون می گردد . آب آن گرفته شده و سپس به صورت پودر خون به مصارف دیگر می رسد.

 فاضلاب های تولیدی از کشتارگاه ،ساختمان اداری، بخش ضایعات روده پاک کنی و سالامبورسازی، پس از عبور از صافی اولیه از طریق کانال های مربوطه به استخر اولیه هدایت می شوند . زمان ماند این استخر  ۷ روز است روی سطح این استخر مملو از گیاه تیفالاکسامی و سنبل آبی ، عدسی آبی ، خزه و انواع آلکها ، نی ،کتایل و گردو غبار است که چون نور و اکسیژن کافی به سطح نمی رسد می بایست لایروبی شود و قرار است بزودی سیستم مارپیچ عمودی با مدیا های متصل تعبیه گردد ، که در این صورت شاهد قلیان و حباب های گاز در اثر تجزیه ، بخصوص در فصل تابستان خواهیم بود. مساحت این استخر حدود ۳۰۰۰ متر مربع و عمق آن ۵/۶ متر است .

 پساب از سطح این استخر توسط  لوله چدنی ۱۰ اینچی  وارد یک حوضچه کوچک می گردد.

 سپس توسط کانالهای زیر زمینی پساب وارد استخر بعدی که در فاصله ۵۰۰ متری از استخر اولیه بود  ، می شود.

 خاکریزهای  اطراف استخرها  با شیب ۵/۲: ۱ بودند .گرمای فاضلاب در تابستان ۳۰ تا ۴۰ درجه سانتی گراد است .البته بسته به تغییرات دما عمل تصفیه به صور هوازی یا دوزیستی انجام  می شود . بعد از استخر اولیه ۴ استخر متوالی دیگر وجود دارد که فاصله دومی تا سومی ۲۵۰ متر و مابقی فواصل کمتری بایکدیگرداشتند و زمان ماند فاضلاب در مجموع آنها ۱۵ الی ۲۰ روز است . در اطراف استخر سوم به ابعاد ۴۰×۵۰ به دلیل حضور فضای سبز و نیزارها ، محیط به صورت زیستگاه طبیعی انواع پرندگان بالاخص غاز وحشی در آمده است که روی سطح اطراف استخر تخم گذاری و از محیط تغذیه می کنند .

 در این استخر شرایط نور و اکسیژن (به دلیل عدم حضور بیش از حد گیاه ) بهتر بود و فعل و انفعالات بهتری صورت می گرفت . پساب به صورت سرریز توسط کانال ها هدایت و وارد استخرهای سوم و چهارم و در نهایت به استخر آخر (پنجم ) می شوند.  در استخر آخر (کوچک ترین استخر) دو کانال تعبیه شده بود .کانال اول دارای فیلتر قلوه سنگ و کانال دوم حاوی فیلتر قلوه سنگ + شن بادامی بود  که سطح استخر مملو از گیاه نی بود که خود باعث تابش کمتر نور خورشید و در نتیجه کاهش کدورت آب می شد . آخرین مرحله تصفیه پساب در این استخر انجام می شود و نهایتا” آب خروجی با دبی ۴۰۰ الی ۴۵۰ متر مکعب بر ساعت و BOD پنج روزه  بین ۱۰۰- ۱۲۰ و COD بین ۲۰۰- ۲۵۰ و میزان اکسیژن برابر ۵ میلی گرم در لیتر می باشد و به مصرف کشاورزی ، شرب دام و استخر حاوی ماهی کپور می رسد .

۳-۵- نتایج و پیشنهادات :

سیستم تصفیه کشتارگاه زیاران به دلیل وسعت زیاد و داشتن امکانات مالی و پوشش دهی وزارت جهاد کشاورزی می تواند بهتر از این باشد. به عنوان مثال می توان با بهره گیری از تکنولوژی روز  و پهناوری محیط لجن باقیمانده را به صورت  biosolid در آورد که کاربردهای بسیاری در صنعت کشاورزی خواهد داشت . یکی از محاسن سیستم کنونی این است که بعد از گذشت ۳۴ سال از تاسیس هنوز up to date  است و بدون صرف انرژی خاص و هزینه ی گزاف به راحتی عمل تصفیه انجام می شود. همچنین همانطور که قبلا” اشاره شد بهتر آن بود که سیستم داخل سالن کشتار به صورت خطی تعبیه می شد که در این صورت تا کنون قطعا” کشتارگاه نایل به دریافت گواهینامه HACCP می گردید .

۶- استانداردهای مربوطه:

۱-۶- استاندارد ۲۴۳۹- ویژگیهای پساب های صنعتی :

–       باید جهت مصارف کشاورزی و شرب دام مناسب باشد.

–  نباید حاوی لجن و مواد شناور بزرگتر از ۸/۰ میلیمتر و ترکیبات روغنی قابل روئت باشد.

–       PH  آن بسته به خاک پذیرنده بین ۵/۸ – ۶ باشد.

–  اکسیژن محلول پساب نباید کمتر از ۶ میلیگرم در لیتر طی حداقل ۱۶ ساعت از شبانه روز بوده باشد.

–       مقدار BOD پنج روزه حداکثر باید ۱۰۰ میلیگرم در لیتر باشد.

–       مقدار COD حداکثر می تواند تا ۲۰۰ میلیگرم در لیتر باشد.

–  بر پایه حداقل پنج نمونه گیری ظرف ۳۰ روز تعداد کلیفرم های مدفوعی نباید از ۲۰۰ عدد در ۱۰۰ میلی لیتر تجاوز کند.

–       حداکثر درجه حرارت پساب ۳۰ درجه سانتی گراد می باشد.

–  غلظت مواد سمی باید در حدی باشد که در مدت ۲۴ ساعت اثر نامطلوبی روی آبزیان نگذارد .

–  حداکثر مقادیر مواد شیمیایی طبق جدول مندرج در صفحه ۴ جزوه موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران منعکس است .

۲-۶- استاندارد ۲۴۴۰- روش های نمونه گیری پساب های صنعتی :

–  نمونه ها باید نشان دهنده وضعیت موجود در نقطه ای باشد که از آن محل برداشت انجام گرفته است .

–  نمونه ها باید دارای حجم مناسب به نحوی باشد که امکان تجدیدپذیری آزمون فراهم گشته و بسته بندی و حمل ونقل آن تا مرحله تجزیه در آزمایشگاه امکان پذیر باشد .

–  نمونه باید با تناوب مشخص از کانال عمومی تخلیه پساب جمع آوری و همگن شود .نمونه گیری با تناوب یک ساعته توصیه می گردد .

–  ظروف نمونه برداری باید بدون شکستگی ، دهانه گشاد باشد و امکان سرریز شدن نداشته باشد و در حین انتقال دچار شکستگی نشوند .

–       نمونه نباید حباب داشته باشد .

–  محل نمونه گیری ، تاریخ و زمان نمونه گیری ، نام مواد شیمیایی محافظت کننده افزوده شده ، درجه حرارت نمونه در حین برداشت ، بر روی برچسب  نوشته شده باشد .

–  …… ونمونه ها باید حداکثر طی ۲۴ ساعت پس از زمان جمع آوری در معرض آزمون قرار گیرد.

–  به نمونه های  برداشت شده جهت آزمون روغن و چربی برای جلوگیری از فعالیت باکتری ها مقدار ۵ میلی لیتر اسید سولفوریک به ازاء هر لیتر اضافه می شود .موارد دیگر که در جزوه مربوطه منعکس است .

۷-                       مراجع :

 

–       تصفیه فاضلاب / تالیف محمدتقی منزوی / انتشارات دانشگاه تهران

–  درسنامه بهداشت و بازرسی گوشت / دکترآراسب دباغ مقدم – دکتر حمیدرضا توکلی – دکتر مهرزاد آقازاده مشکی – دکتر ذرا صادق زاده عراقی / انتشارات مرز دانش

–       www.elsevier.com

–       www.google.com

–  اطلاعات حاصله از آقای دکتر مطیعی پور رئیس بخش بهداشت کشتارگاه زیاران و آقای مهندس مجیدی پور مدیر فنی کشتارگاه  .

–       موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران

با سپاس فراوان از آقای مهندس نرجس پور و کلیه عزیزانی که ما را در گردآوری این مجموعه یاری کردند .

 

+ نوشته شده در  جمعه دهم دی ۱۳۸۹ساعت ۱۶:۴  توسط مینو شهرستانی  |  نظر بدهید

بسته بندی قوطی

بسته بندی قوطی

یکی از موارد متداول بسته بندی  استفاده از قوطی های فلزی است که در صنایع نوشابه سازی – کنسرو – آرد – شیر خشک – روغن های صنعتی و بیسکویت و شیرینی و شکلات وحتی غذای حیوانات و… بسیار مورد مصرف قرار می گیرد. قدرمسلم آن که مصرف کننده باید ضمن آسودگی خاطر از کیفیت ماده داخله از امنیت کافی حین باز کردن درب قوطی نیز بر خوردار باشد و این مهم از مواردی است که به آن اخیرا” توجهی خاص می شود .حال به شرح بخش هایی از این صنعت می پردازیم:

 قوطی‌های فلزی: هر قوطی فلزی از سه قسمت بدنه، سر و ته تشکیل شده است. سر و ته قوطی بصورت درب‌بندی مضاعف بسته می‌شود. یک طرف آن معمولاً توسط سازنده قوطی بسته می‌شود که ته می‌گویند و طرف دیگر آن در کارخانه تولید ماده غذایی و پس از پر کردن قوطی بسته می‌شود. شمش یا حلب ورق قوطی‌های کنسرو از جنس فولاد نرم با فرمول مخصوص و ضخامت حدود ۱/۰ تا ۲۵/۱ میلی‌متر می‌باشد.

قلع‌زنی یا اندود قلع: تا قبل از جنگ جهانی دوم قلع‌زنی به روش گرم یا فرو کردن ورق در قلع مذاب صورت می‌گرفت. در این روش مقدار زیادی قلع لازم است. با وجود این هنوز در موارد خاصی که ضخامت قلع بایستی در دو طرف یکسان باشد. از این روش استفاده می‌شود که ابتدا چربی سطح حلب ورق با اسید سولفوریک یا اسید کلریدریک گرفته می‌شود و وارد ظرف استوانه‌ای شکل می‌گردد و سطح آن ابتدا با کلرید روی و سپس با قلع مذاب در تماس قرار می‌گیرد و پس از آن با قشری از روغن پالم آغشته می‌گردد که از اکسیداسیون قلع گرم جلوگیری شود. باتوجه به محدودیت قلع در دنیا امروزه به جای این روش از روش‌های الکترولیتیکی استفاده می‌شود که در آن می‌توان یک یا دو طرف سطح حلب را با مقدار دلخواه قلع اندود نمود.

لاک قوطی: لاک در قوطی‌های کنسرو‌ بایستی دارای شرایط زیر باشد:

مقاوم به حرارت تا حدود  سانتی‌گراد به مدت دو ساعت.

مقاوم به اسیدها و بازها.

قدرت چسبندگی کافی.

مقاومت مکانیکی کافی.

بدون بو.

عاری از ترکیبات سمی و مضر.

برای میوه های اسیدی بی‌رنگ مانند هلو، گلابی، آناناس و غیره که نیاز به حضور قلع در قوطی دارند از قوطی با پوشش قلع استفاده می‌شود. سر و کف این قوطی‌ها ممکن است لاک‌دار باشند. اما قوطی‌های کنسرو قلع اندود برای بسته‌بندی پاره‌ای از مواد غذایی مناسب نیستند. زیرا ممکن است موجب تغییرات نامطلوبی در رنگ و طعم محصول بشود. بنابراین روی پوشش قلع یک لایه لاک از جنس رزین‌های:

رزین روغنی، آلکید رزین، وینیل سنتزی، اوگانوسول، وینیل آلکید، فنولیک، اپوکسی فنولیک، اپوکسی آمین، استرو آکریلیک، پوشش داده می‌شود.

برای ابن منظور با استفاده از استوانه‌هایی که سطح خارجی آنها با لاک مورد نظر آغشته می‌شود و عبور ورق از بین آنها لاک روی سطح حلب ورق قرار می‌گیرد. سپس حلب ورق لاک خورده در کوره قرار می‌گیرد تا لاک پخته شده و حلال آن جدا شود.

در مورد میوه‌های رنگی که دارای آنتوسیانید هستند مثل گیلاس، توت فرنگی، آلو قرمز و غیره از قوطی‌هایی که سطح آنها از لاک پوشیده شده استفاده می‌شود چون در غیر اینصورت در اثر تماس قلع یا آهن با آب این میوه‌ها سبب بی‌رنگی آنها می‌گردد. تجربه نشان داده است که حتی دو قسمت در میلیون آهن در یک قوطی کنسرو توت فرنگی کافی است تا رنگ آنرا زایل کند. وجود منافذ ریز لاک نخورده در سطح قوطی موجب تماس بین آب و یا عصاره میوه با قلع و آهن شده و به تدریج سبب جدا شدن لاک می‌شود. برای مقابله با این وضع بهتر است از دو پوشش لاک استفاده شود. به علاوه با استفاده از ۲ پوشش لاک می‌توان علاوه بر کمپوت میوه‌های اسیدی برای بسته‌بندی ترشی‌ها خیار شور ـ خیار ترشی هم از قوطی فلزی استفاده نمود.

در مورد فرآورده‌های گوشتی لاک مناسب با توجه به وجود گوگرد در اسیدهای آمینه گوگردی پروتئین در گوشت انتخاب می‌شود. برای مواد گوشتی بدون مایع (روغن یا سس مایع) مانند گوشت چرخکرده و گوشت قطعه قطعه شده جهت جلوگیری از سیاه شدن جدار داخلی قوطی در اثر گوگرد از لاک با رزین فنولیک و یا لاک توأم با اپوکسی فنولیک استفاده می‌شود که دارای اکسید روی می‌باشد. این ماده با گوگرد ترکیب شده تبدیل به سولفور روی می‌شود که بی‌رنگ بوده و به علاوه در مقابل پلی فسفات‌ها و ترکیبات مواد افزودنی نیز مقاوم تر است.

با افزودن آلومینیم به لاک می‌توان از سیاه شدن جدار قوطی جلوگیری نمود. زیرا این ماده نیز سولفور قلع را پوشانده مانع دیده شدن آن می‌شود.

در قوطی‌های محتوی مواد گوشتی توأم با مایع مثل نخود ـ لوبیا ـ ماهی و انواع سوپ هنگام استریلیزاسیون ترکیبات گوگرددار به سطح آمده و هنگام باز نمودن قوطی بوی نامطبوع به مشام می‌رسد. برای جلوگیری از این نقیصه می‌توان از لاک‌ها ائورزین که حاوی اکسید روی هستند استفاده نمود. این نوع لاک موجب می‌شود که گوگرد با اکسید روی ترکیب شده و رسوب سفید رنگی حاصل شود. لازم به ذکر است که مواد اسیدی نبایسی با اکسید روی در تماس باشند چون از ترکیب آنها با روی، استات روی حاصل می‌شود که مضر است. همچنین از لاک‌هایی که محتوی اکسید روی هستند نباید برای قوطی‌هایی که دارای قطعات گوشت جامد هستند استفاده شود چون در این حالت قطعات گوشت به لاک چسبیده و تغییرات نامطلوبی را موجب می‌شود.

کنترل کیفی و بازرسی ظاهری قوطی: برای بازرسی ظاهری قوطی‌ها لازم است ابتدا برچسب کاغذی قوطی را جدا نموده تا بدنه قوطی و درزهای آن کاملاً آشکار شود. سپس قوطی بدون برچسب را بایستی مورد معاینه قرارداد و به جستجوی معایب زیر پرداخت.

۱ـ زنگ‌زدگی: Rust: در این حالت چنانچه پس از زدودن زنگ از سطح قوطی سوراخ ظاهر شود، در این صورت احتمال فساد محتوی قوطی زیاد است. اما چنانچه زنگ‌زدگی زیاد باشد اما هنوز موجب باز شدن حفرات نشده باشد لازم است محتوی قوطی هر چه زودتر به مصرف برسد زیرا به زودی ممکن است قوطی‌ها نشتی یافته و فاسد شوند. لازم به تذکر است که قوطی‌های مورد نظر برای عرضه در مناطق مرطوب با نگهداری طولانی مدت باید یا دو طرفه قلع اندود شوند و یا سطح خارجی آنها با یک لایه لاک مقاوم شود. خصوصاً در مواردی که محتوی داخل قوطی‌ خشک باشد. باید توجه داشت که زنگ‌زدگی در زیر برچسب زیادتر است زیرا در اثر مرطوب شدن کاغذ برچسب و جاذب رطوبت بودن مواد محتوی چسب، زنگ‌زدگی اتفاق می‌افتد که با رنگ کردن کاغذ برچسب می‌توان به وضوح بیشتر زنگ‌زدگی را مشاهده نمود.

۲ـ تورم قوطی: Swell: حالتی است که سر یا کف برآمده و تورم پیدا می‌کند. تورم در قوطی‌ها در اثر یکی از عوامل زیر است:

a ـ وجود میکروب‌ها در قوطی و رشد و نمو آنها که چنانچه منجر به تولید گاز شود، قوطی متورم می‌شود که این نوع متورم را تورم بیولوژیک می‌گویند.

bـ انجام فعل و انفعالات شیمیایی بین آهن جدار قوطی با اسیدهای آلی و اسید فسفریک که در این حالت مقداری گاز هیدروژن ایجاد شده و منجر به تورم می‌شود که این تورم را تورم هیدروژنی یا تورم شیمیایی می‌گویند.

cـ افزایش فشار عمومی بر اثر یخ‌زدگی محتوای قوطی که در این حالت آنرا تورم سرد می‌گویند.

dـ وجود گاز یا هوا در داخل سلول‌های گیاهی و محتوای قوطی یا هوای محبوس شده در فضای خالی قوطی که در اثر عمل Exhust خارج نشده باشد.

eـ تغییرات جوی محل تولید و مصرف. مثلاً چنانچه محصول در کنار دریا یا مناطق پست تولید شده و به مناطق مرتفع انتقال یابد در این حالت در اثر فشار کم هوا در ارتفاعات، قوطی به صورت متورم به نظر می‌رسد (کنسرو کوهنوردان).

fـ عدم وجود یا کم بودن مقدار فضای بالای قوطی  و به عبارت دیگر پر بودن بیش از حد قوطی که طی فرآیند حرارتی موجب تورم قوطی می‌شود و ممکن است پس از سرد کردن قوطی تورم به حالت عادی بر نگردد. در هر حال تورم قوطی از هر نوع که باشد دارای یکی از حالات زیر است:

الف ـ Hard Swell یا تورم عمومی قوطی که با فشار هم به حال اول بر نمی‌گردد و گاهی ممکن است منجر به انفجار قوطی شود. این نوع تورم بیشتر در اثر رشد کلستریدوم و ایجاد H۲ و Co۲ و تولید هیدروژن سولفوره و بوی بد اتفاق ‌افتد.

ب ـ Swell Swell که در آن دو طرف قوطی برآمده است و با فشار به طور کامل به حالت اول بر نمی‌گردد.

ج ـ Soft Swell که با فشار به حالت عادی بر می‌گردد اما پس از رفع فشار دوباره به حالت اول برگشته و متورم به نظر می‌رسد.

دـ Springer عبارتست از تورم یک طرف سر و یا کف که با وارد کردن فشار تورم به طرف دیگر منتقل می‌شود.

ت ـ Flipper که تورم یک طرفه قوطی است که با ضربه سریع به حالت اول بر می‌گردد. گاهی در این حالت قوطی ظاهراً سالم به نظر می‌رسد زیرا هنوز مقدار گاز ایجاد شده خلاء را خنثی نکرده است.

۳ـ Paneling: حالتی که در آن بدنه قوطی در اثر تغییرات فشار داخل و خارج بطرف داخل شیب دار شود که اگر شیب در قسمت درز بدنه باشد موجب باز شدن درز و نفوذ عوامل فساد به داخل قوطی می‌گردد. چنانچه تورفتگی در محل برچسب باشد موجب خالی شدن پشت برچسب و در نتیجه پارگی آن می‌شود. این نقیصه بیشتر در قوطی‌های بزرگ ظاهر می‌شود که در آنها خلاء نسبتاً بالایی وجود داشته باشد. چون پس از رفع فشار اتوکلاو و سرد شدن محتوای قوطی خصوصاً اگر این کار بسرعت انجام گیرد در اثر کم شدن فشار داخل قوطی، بدنه آن بداخل خم می‌شود.

۴ـ Peaking: این نقیصه روی درب ظاهر می‌شود و مربوط به تغییرات فشار است و در ضعیف ترین نقطه درب ظاهر می‌شود و مربوط به تغییر فشار بوده و در اثر کاهش سریع فشار بخار اتفاق می‌افتد. در اثر این عمل فشار داخل قوطی که در اثر حرارت افزایش یافته بالا می‌ماند و موجب متورم باقی ماندن درب می‌شود و گاهی به همان حال باقی مانده و پس از سرد شدن به حالت اول برنگشته و قسمتی از درب قوطی باد کرده به نظر می‌رسد اما با فشار به حال اول بر می‌گردد. با وجود این امکان نشتی شدن قوطی در اثر این حالت وجود دارد.

۵ـ Bucking: در این حالت شکل طبیعی قوطی از دست رفته و کج می‌شود. این حالت ممکن است در اثر پر بودن بیش از حد، فشار زیاد ناشی از عوامل مختلف، عدم کفایت فرآیند حرارتی و در نتیجه فساد وارد شدن ضربات فیزیکی به قوطی و یا کمی مقدار محتوی قوطی اتفاق افتد.

۶ـ Lip , Vee , Droop: در اثر نقص در ماشین درب‌بندی و افزایش فشار قرقره‌ها و یا بالابودن مقدار لحیم درزبندی، روی انتهای بدنه قوطی امواج منفرد به شکل V و یا یک انحنای نسبتاً عمیقی ظاهر می‌شود که نبایستی بیش از ۲۰% دور قوطی باشد.

۷ـ Wrinkle: گاهی در اثر نقص در ماشین درب بندی پس از ختم این عمل در قلاب سر یا بدنه امواج تناوبی شکل ظاهر شود که ممکن است قسمتی یا تمام طول آنرا در برگیرد که آنرا Wrinkle می‌نامند. در سیستم امریکایی برحسب شدت و ضعف این نقیصه آنرا به ده قسمت تقسیم می‌کنند. در درب‌بندی سالم میزان wrinkle صفر و در درب بندی که تماماً مواج است میزان wrinkle = 10 می‌باشد این ارقام را برحسب درصد قلاب که دچار نقص شده نیز نمایش می‌دهند.

۸ـ نشت قوطی Leakage: به هر یک از دلایل مربوط یا آزمایشات نشت‌یابی چنانچه در بدنه یا درزهای قوطی منافذی وجود داشته باشد که هنوز نشتی نشده و میکروب به داخل آن راه نیافته باشد، این حالت را Breather می‌نامند. برای تعیین این نقیضه با ابزارهای مخصوص مانند تلمبه دستی روی سر یا کف قوطی را حفره ایجاد می‌نمایند و مقداری هوا در آن می‌دمند سپس قوطی را داخل آب قرار می‌دهند. چنانچه در بدنه و درزهای قوطی منفذی وجود داشته باشد، مایع محتوی قوطی یا هوا از آن خارج می‌شود که کاملاً مشخص خواهد بود. دو نوع ابزار برای انجام این کار وجود دارد که عبارتند از: الف) تلمبه دستی ـ ب) تلمبه نیمه اتوماتیک.

۹ـ کنسرو کوهنوردان: باتوجه به اینکه در ارتفاعات فشار هوا کم می‌باشد از میزان خلاء داخل قوطی کاسته می‌شود و ممکن است قوطی سالم باد کرده به نظر برسد.

۱۰ـ اندازه‌گیری میزان فشار یا خلاء قوطی: قبل از بازکردن قوطی بایستی میزان فشار یا خلاء داخل آن اندازه‌گیری شود که این کار با دستگاه مانووکیومتر انجام می‌گیرد که همزمان می‌تواند فشار خلاء داخل قوطی را اندازه‌گیری نماید. پس از طی مراحل فوق بایستی قوطی را بازکرده و مراحل بازرسی را بشرح ذیل ادامه داد.

۱۱ـ پس از بازکردن قوطی ممکن است مشاهده شود که محتوی آن فاسد شده، در حالی که قبل از بازکردن قوطی باد کرده نبوده است. این نوع فساد را فساد بدون گاز یا Flat Sour یا ترش مسطحمی‌گویند که در آن محتوی قوطی ترش و فاسد شده. این نوع فساد بیش‌تر مربوط به میکروب‌های ترموفیل می‌باشد که اغلب از طریق دستگاههای آلوده، گرد و غبار و ادویه‌ها وارد محصول شده و آنها را فاسد می‌نماید. مشخصه این نوع فساد PH پایین مربوط به فرمانتاسیون لاکتیک و بدون گاز و تورم است که گاهی موجب سیاه شدن بدنه قوطی نیز می‌گردد. میکروارگانیزم‌هایی که مؤثرند: باسیلوس پوآپولانژ ـ باسیلوس استئاروترموفیلوس در این فساد مؤثرند. این باکتری‌ها گرما دوست بوده و بنابراین حین حمل و نقل و نگهداری در گرما رشد کرده و موجب فساد می‌شوند. این نوع فساد گاهی در اثر سرد کردن طولانی هم اتفاق می‌افتد و همچنین ممکن است در اثر عدم فرآیند حرارتی استریلیزاسیون باکتری‌های مربوطه و یا اسپور آن‌ها در محصول باقی مانده و پس از مدت زمان نگهداری فعال شده و موجب فساد شوند. برای تأیید این نوع فساد لازم است اسیدیته محصول با روش‌های مناسب اندازه‌گیری شود.

۱۲ـ تغییرات زنگ‌زدگی قوطی: تغییرات از قبیل زنگ‌ز‌دگی سطح داخل قوطی که در اثر عدم تناسب بدنه قوطی با محتوای آن یا حضور اکسیژن در محتوای قوطی اتفاق می‌افتد. تغییر رنگ، بو و طعم محصول که در اثر فعل و انفعالات میکروبی و شیمیایی اتفاق می‌افتد و پس از بازکردن قوطی در اولین مرحله آشکار می‌گردد، معرف باقی ماندن اکسیژن در محتوای قوطی هم هست که با آهن بدنه قوطی وارد فعل و انفعال شده و موجب اکسید شدن آن می‌گردد. دستگاه مربوطه نوعی فشار و خلاءسنج است به نام بارووکیومتر که مجهز به سوزن نسبتاً ضخیمی است که در وسط آن سوراخی وجود دارد و در محل اتصال آن به بدنه قوطی واشر لاستیکی مخصوصی وجود دارد. هنگام آزمایش سوزن را با فشار وارد سر یا کف قوطی می‌کنند. اگر در محتوی قوطی گاز وجود داشته باشد با فشار کم و یا زیاد (بسته به مقدار آن) از طریق حفره سوزن وارد فشارسنج شده و عقربه مربوطه میزان آنرا نشان می‌دهد و اگر محتوای قوطی به میزان لازم یا کمتر یا بیشتر خلاء داشته باشد،

با کشیده شدن هوای موجود در ابزار به داخل قوطی میزان خلاء مربوطه قابل اندازه‌گیری است. قوطی سالم باید فاقد فشار بوده و میزان خلاء آن بسته به نوع محصول و اندازه قوطی تفاوت داشته باشد.

۱۳ـ Stack burnning: در اثر سرد نکردن به موقع قوطی‌های کنسرو با درجه حرارت لازم که حدود ۳۷ درجه سانتی‌گراد است و بعلت باقی ماندن محتوی قوطی در حرارت بالا برای مدتی پیش از حد لازم ممکن است بافت انها نرم شده و متلاشی گردد. در این حالت محتوی قوطی دارای بافت بدون شکلی بوده و حالت سوپ مانند و له‌شده‌ای به خود می‌گیرد که مطلوب نیست. همزمان تغییراتی در بو و طعم و رنگ محصول ایجاد می‌شود. این حالت بیشتر در فرآورده‌هایی که دارای بافت کم مقاومتی در مقابل حرارت هستند مانند نخود و لوبیا سبز، کمپوت پاره‌ای از میوه‌ها و گوجه‌فرنگی دیده می‌شود.

۱۴ـ تغییر رنگ Discoloration: تغییر رنگ قوطی‌های کنسرو در اثر عوامل مختلفی صورت می‌گیرد مهمترین این عوامل حضور یون‌های فلزی مانند آهن و مس است که در اثر حرارت بالای استریلیزاسیون موجب تیره شدن محتوی قوطی می‌گردد. زیرا در اثر حرارت گوگرد، از پروتئین‌های گوگردی آزاد شده و با آهن یا مس ترکیب می‌شود که سولفور آهن یا مس ایجاد می‌گردد که حضور آنها در بعضی از فرآورده‌ها مانند کنسرو ذرت نامطلوب است و برای جلوگیری از تشکیل آنها لازم است از قوطی با لاک مخصوص (لاک c) استفاده شود. خصوصاً در فرآورده‌های پروتئینی مثل گوشت، مرغ و ماهی و … یون قلع برعکس موجب بی‌رنگ شدن ترکیبات رنگی در پاره‌ای از فرآورده‌ها مثل کمپوت توت‌فرنگی، کمپوت گیلاس و آلبالو می‌شود که برای جلوگیری از آن لازم است از لاک R استفاده شود. تغییر رنگ محتوی قوطی‌های کنسرو ممکن است در اثر فعالیت میکروارگانیزم‌ها نیز اتفاق افتد که در فرآورده‌هایی مانند نخود و لوبیا سبز، ذرت، ماهی موجب سیاه شدن آنها شود.

۱۵ـ رسوبات کریستال مانند: در کنسرو بعضی از فرآورده‌های غذایی ممکن است کریستال‌های زرد رنگ یا شفاف تشکیل شود. این کریستال‌ها در اثر کنستانتره شدن بعضی از ترکیبات موادغذایی حاصل می‌شود که با اضافه کردن اسیدهای آلی می‌توان مانع تشکیل آنها شد. این کریستال‌ها اغلب زرد رنگ هستند و در کنسرو لوبیا سبز و پیاز بیشتر دیده می‌شوند و در فرآورده‌های انگور این کریستال‌ها شفاف هستند. این رسوبات در کنسرو میگو و ماهی سالمون هم دیده می‌شوند و حالت دانه‌ای دارند.

۱۶ـ آزمایش شیمیایی قوطی‌های کنسرو: در اثر فرایند ناقص ممکن است گونه های باسیلوس و کلستریدوم و مخمرها و کپک‌ها در محصول باقی مانده پس از رشد و نمو و تکثیر با تجزیه ترکیبات محصول خصوصاً هیدراتهای کربن، آنها تغییرات نامطلوبی در محصول ایجاد نمایند که با اندازه‌گیری، متابولیت این باکتری‌ها مشخص می‌گردد. تغییرات شیمیایی ناشی از میکروارگانیزم‌ها عبارتند از:

سنتز اسیدهای آلی ـ گاز کربنیک ـ هیدروژن سولفوره ـ مرکاپتان ـ آمونیاک و غیره به علاوه آلودگی محتوی کنسروها به فلزات سنگین مانند جیوه ـ سرب ـ مس و … ممکن است که در مرحله‌ای از مراحل تولید اتفاق افتاده باشد یا از خود ماده اولیه و یا طی فرآیندهای مختلف بوجود آمده باشد.

استانداردهای ۲۵۰۹ و ۲۴۵۵

در سال ۱۳۸۴ آزمون های فوق تحت بررسی قرار گرفته و در حدی است که امکان صادرات هم دارد.

آزمون استاندارد ۲۵۰۹:

۱- آزمون روی پوشش های مایع ( چگالی – ویسکوزیته – دانه بندی – نقطه اشتعال و…)

۲-   پوشش های لاک شده و خصوصیات آنها چگونه باید باشد؟

 

آزمون های فیزیکی و مکانیکی:

 ضخامت سنجی : توسط دستگاه ضخامت سنج میکرونی و یا دستگاه الکترولیز

چسبندگی لاک: چسبندگی فیلم خشک توسط دستگاه برش چهارخانه و توسط نوا چسب مخصوص و رعایت زاویه ۶۰ درجه و سپس بزگنمایی ۶ برابر که در این صورت نباید هیچگونه کنده شدن یا چسبندگی روئت شود.

آزمون نوچی: فیلم خشک اصلا” نباید در اثر فشار ناشی از انبارش چسبندگی پیدا کند .

آزمون ضربه: ضربه به سطح ورق خورده می شود و با بزرگنمایی ۶ برابر نباید دچار هیچگونه سوراخ شدگی یا ترک خوردگی باشد.

آزمون کشش و پایداری لاک : پوشش لاک از داخل و خارج باید سخت و حالت سری داشته باشد.

آزمون تغییر رنگ: با بزگنمایی ۲۵ برابر نباید رنگ مات یا ایری شود.

آزمون عدم لکه های سولفور: که فقط تا ۱۰ درصد مجاز است .

آزمون جوش و تاول : برآمدگی و پراکندگی جوش و تاول تا سطح ۷*۱۵ میلیمتر بعد از بزرگنمایی ۶ برابر مورد قبول است و بیشتر از این حد مردود اعلام می شود.

آزمون کنگره ای شدن : تا حدی که بعد از فرآیند های استریلیزاسیون  دچار اشکال نشود .

آزمون استون تا ۱۰ بار رفت و برگشت .

آزمون عدم وجود نقاط بدون پوشش و خلل و فرج بعد از بزرگنمایی.

آزمون استاندارد ۲۴۵۵:

آزمون های شیمیایی:

آزمون قوطی خالی:

مقدار ۲درصد اسید استیک – ۱ تا ۳ درصد اسید لاکتیک و سیتریک + نمک برای فرآیندهای استریلیزاسیون

آزمون قوطی همراه با ماده غذایی :

۱- برای پاستوریزاسیون در دمای ۹۰ -۱۰۰ درجه به مدت نیم ساعت و یا برای استریلیزاسیون در دمای ۱۲۰ درجه به مدت ۶۰ دقیقه در اتوکلاو با فشار ۱۵ پوند نگهداری می شود . سپس خارج شده به مدت ۳۰ روز در دمای ۴۵ درجه نگهداری می کنیم . در حالیکه نمونه شاهد نیز داریم  توسط خلاء سنج سنجیده می شود که باید میزان فشار منفی باشد.

۲-   این آزمون در مورد نوشابه های گازدار باید دارای فشار مثبت باشد.

در صورت روئت بادکردگی پایدار بلافاصله آزمون رد است ولی اگر بادکردگی موقت باشد مانعی ندارد.

 رعایت موازین استاندارد در مورد تائید صلاحیت واحد تولید کننده  ماده غذایی که برای بسته بندی کالای خود از هر گونه قوطی فلزی استفاده می کنند الزامی است.

+ نوشته شده در  جمعه دهم دی ۱۳۸۹ساعت ۱۵:۵۵  توسط مینو شهرستانی  |  نظر بدهید

اثر چربی دم گوسفند روی القاء و زمان ریکاوری

Effects of tail fat on induction and recovery of sheep anesthetized with halothane

S. N. DehghaniCorresponding Author Contact Information and H. R. Varshowi
Department of Surgery, School of Veterinary Medicine, Shiraz University, Shiraz, Iran
Accepted 15 July 1994. ; Available online 28 December 1999.

Abstract

The study used 12 fat-tailed Iranian sheep, which were mask induced with halothane without premedication and maintained under anesthesia for 1 h. Fourteen days later, eight of these sheep were subjected to fat tail amputation using local epidural anesthesia. Finally, 20 days after tail amputation, all 12 sheep were reanesthetized similarly using the same protocol as the first anesthesia. Removal of stored fat in the tail induced a decrease (P < 0.05) in recovery time and required less halothane consumption during 1 h of general anesthesia. Activity of AST (aspartate aminotransferase) and ALT (alanine aminotransferase) in blood increased (P < 0.05) during the first 48 h after recovery in sheep with fat tail compared with sheep without fat tail. In this study fat tail sheep were used as animal model of human obesity. It was concluded that stored fat in fat tail sheep increased recovery time from anesthesia and increased halothane uptake during the anesthetic maintenance period. Therefore precautions should be taken when anesthetizing fat tail sheep.

ترجمه و چکیده مطالب فوق:

اثر چربی دم گوسفند روی القاء و زمان ریکاوری

 تحقیق توسط دکتر ورشویی و دکتر دهقانی – دانشگاه دامپزشکی شیراز

آزمایشات روی ۱۲ گوسفند ایرانی انجام گرفت .گوسفندان توسط هالوتن و در مدت ۱ ساعت بیهوش شده بودند و هیچ مراقبت ویژه  دامپزشکی روی آنها اعمال نمی شد .۱۴ روز بعد چربی دم (دنبه ) ۸ تا از گوسفندان را با بیهوشی موضعی قطع کردند . بعد از گذشت ۲۰ روز هر ۱۲ گوسفند را مجددا” بیهوش کردند . بررسی نشان داد در گوسفندانی که دنبه آنها قطع شده بود زمان ریکاوری ۵/۶درصد کاهش داشت . یعنی آنها نیاز کمتری به ماده بیهوشی داشتند . در واقع فعالیت آمینواسید اسپارتات . آمینواسید آلانین در خون افزایش یافته بود .

این اصل برای عمل جراحی و اعمال بیهوشی بسیار حائز اهمیت است و رعایت آن صرفه اقتصادی خواهد داشت .

 

+ نوشته شده در  جمعه دهم دی ۱۳۸۹ساعت ۱۵:۵۰  توسط مینو شهرستانی  |  نظر بدهید

شناسایی و بررسی خصوصیات تحرک اسپرم ترویج glycoprotein از سرم خون بوفالو

Identification and characterization of a sperm motility promoting glycoprotein from buffalo blood serum

Indian Institute of Chemical Biology, Jadavpur, Kolkata, India

email: Gopal Chandra Majumder (majumdergc@yahoo.comgcmajumder@iicb.res.in)

*Funded by:
Department of Atomic Energy, Bhabha Atomic Research Centre, Trombay, Mumbai 400 085, India

Abstract

Early investigators reported the occurrence of unidentified protein factors in biological fluids that may regulate sperm motility essential for fertility potential. This study reports for the first time purification of a forward motility stimulating protein (FMSF-I), to apparent homogeneity, from a biological fluid (buffalo blood serum) and its characterization. FMSF-I is the major motility protein of buffalo serum: a rich source of the factor. FMSF showed high protein specificity and affinity for activating forward motility of goat cauda epididymal spermatozoa. The motility promoter at 0.5 µM level showed maximal activity when nearly 60%-70% of spermatozoa expressed forward motility. It is a 66 kDa monomeric acidic protein rich in aspartate, glutamate, and leucine with isoelectric point of 3.7. FMSF: a Mg۲+-dependent protein binds to concanavalin A-agarose and the glycoprotein nature of FMSF has been confirmed by PAS staining. The factor lost activity completely when treated with -mannosidase showing that the sugar part of the protein is essential for its biological activity. FMSF has no species specificity for its motility-activating potential. Sperm surface has specific receptors of FMSF, which is strongly immunogenic. The factor is present in testis and epididymis although liver is its richest source. Motility promoting efficacy of FMSF is markedly higher than the well-known non-protein motility activators: theophylline and bicarbonate or their combination. FMSF is a physiological activator of sperm motility and as a slaughterhouse byproduct it has potentiality for solving some of the problems of animal breeding, conservation of endangered species, and human infertility: a global social problem. J. Cell. Physiol. 209: 353-362, 2006. © ۲۰۰۶ Wiley-Liss, Inc.

FMSF : Forward Motility Stimulating Factor

ترجمه و چکیده مطالب فوق :

  شناسایی و بررسی خصوصیات تحرک اسپرم ترویج glycoprotein از سرم خون بوفالو

در کشور هندوستان ۲۰ میلیون زوج عقیم  جهت باروری از روشهای مختلف با قیمت های گزاف مثل ICSI و یا IVF استفاده می کردند . مطالعات نشان می دهد که عوامل پروتئینی در مایعات بیولوژیکی مثل سرم خون بوفالو ، روند رشد اسپرم را برای توانایی تولید نسل ارتقاء می بخشد . سرم خون بوفالو منبع غنی از FMSF (محرک پروتئینی ) است که در اسپرماتوزوئید بز هم دیده می شود .سطح اسپرم پذیرنده شاخص FMSF است که کاملا” ایمن می باشد .منابع غنی آن در بیضه و کبد بوفالو است . این ماده یک محصول ترکیبی (by- product) کشتارگاهی است که هم اکنون مشکل نازایی را در جوامع بشری برطرف می سازد . اسپرم توسط  این ماده ، تحریک غیر ارادی می شود .در اصل یک گلیکوپروتئین است با نقطه ایزوالکتریک ۷/۳ و غنی از مواد قندی اسپارتات ، گلوتامات و لیوسین که عامل اصلی فعالیت بیولوژیکی هستند .

سرم خون  بوفالو توسط سولفات آمونیم می شکند و ……

+ نوشته شده در  جمعه دهم دی ۱۳۸۹ساعت ۱۵:۴۷  توسط مینو شهرستانی  |  یک نظر

محصولات پنیر فرآیند شده و فرآوری تولید آن

Processed cheese products and process for producing processed cheese

Processed cheeses with an antihypertensive effect greater than that of conventional cheese are provided in order to obtain a sufficient antihypertensive effect with a small intake. Specifically, processed cheeses with ACE inhibitory activity of 350 units per gram or more are manufactured using natural cheese such as cheddar cheese produced in New Zealand and Emmental cheese produced in Switzerland with ACE inhibitory activity of 420 units per grams or more. In addition, it is preferable to use low salt or unsalted natural cheese as a raw material, and use potassium salt as molten salt in order to make sodium content 990 mg or less per 100 g of processed cheese.

Agent: Wenderoth, Lind & Ponack, L.L.P. – Washington, DC, US
Inventors: Munehiro Oda, Sigeru Aizawa, Masayuki Uchida, Masayuki Suzuki, Manabu Sase
Class: ۴۲۴۴۳۹۰۰۰ (USPTO), A23C009/12 (Intl Class)

Brief Patent DescriptionFull Patent DescriptionPatent Application Claims

FIELD OF TECHNOLOGY

[۰۰۰۱] This invention relates to processed cheeses, more specifically processed cheeses of which inhibition activity of angiotensin converting enzyme (ACE) is enhanced, and methods for manufacturing processed cheeses.

BACKGROUND OF INVENTION

[۰۰۰۲] High blood pressure is a risk factor for cerebral strokes and heart disease and is remedied by diet therapy, lifestyle improvement, and moreover, drug therapy by administering hypotensive drugs. However, since drug therapy always produces side effects, it is better not to rely on drug therapy. On the other hand, it has recently been found that peptides existing in food contain hypotensive peptides that have the effect of preventing high blood pressure and maintaining blood pressure within the normal range (for example, see reference publications 1 through 3). The mechanism is that the said hypotensive peptides inhibit the functions of the angiotensin converting enzyme (ACE). ACE is an enzyme that converts angiotensin I, a peptide in blood, to angiotensin II with a pressor function, inactivates kinin with a hypotensive function, and promotes a pressor effect. Furthermore, beverages that contain the same hypotensive peptides existing in food and have excellent an antihypertensive effect are commercially available (see reference publication 4).

[۰۰۰۳] Hypotensive peptides are also present in cheese. Animal tests using rats have proved that cheese fed to them prevents high blood pressure. It can be said that, if eating cheese daily is effective, then high blood pressure can be prevented more naturally than by ingesting beverages containing hypotensive peptides. Thus, the inventors have measured the ACE inhibitory activity of processed cheeses, which are commercially available, to obtain the results shown in table 1.

۱TABLE 1 ACE inhibitory activity of processed cheeses available in the market ACE inhibitory activity (units per gram) 6P cheese manufactured by Company A 212 6P cheese (1) manufactured by Company B 223 6P cheese (2) manufactured by Company B 208 Sliced cheese (1) manufactured by 199 Company A Sliced cheese (2) manufactured by 189 Company A Sliced cheese (1) manufactured by 156 Company B Sliced cheese (2) manufactured by 230 Company B Sliced cheese manufactured by Company C 190

REFERENCE PUBLICATIONS OTHER THAN PATENT DOCUMENT

[۰۰۰۴] (۱) T. Saito et al., Isolation and Structural Analysis of Antihypertensive Peptides That Exist Naturally in Gouda Cheese, Journal of Dairy Science, USA, Vol. 83, No. 7, 2000, p. 1434-1440

[۰۰۰۵] (۲) H. Meisel et al., ACE-inhibitory activities in milk products, Milchwissenschaft, Germany, 52 (6) 1997, p. 307-311

[۰۰۰۶] (۳) T. Ito et al., Angiotensin converting enzyme inhibitor in cheese, Medicine and Biology, Vol. 115, No. 6, 1987, p. 375-377

[۰۰۰۷] (۴) Blood Pressure Seminar by Dr. Ameel, online, Calpis Co., retrieved on Aug. 14, 2002, Internet, URL: http://ameel.calpis.co.jp/as/i- ndex.html

[۰۰۰۸] However, in Japan where cheese consumption is not as high as in Western countries, it can be predicted that it may be difficult to make daily intake of a certain amount of cheese a custom. In addition, excessive consumption of cheese may adversely promote high blood pressure due to the salt in cheese. For example, daily intake of soft drinks for high blood pressure prevention is limited to 5000 units converted to the ACE inhibitory activity. In order to supply this amount by consuming the commercially available cheese shown in table 1, the daily target intake is 22-32 g. This amount is far larger than the Japanese average intake of approximately 5.5 g. From these situations, it can be said that it would be very difficult for the current consumption of processed cheese to contribute to the prevention of high blood pressure.

[۰۰۰۹] This invention is made considering these situations. The purpose of the invention is to provide processed cheeses with an antihypertensive effect greater than conventional cheeses so that a small intake brings a sufficiently large antihypertensive effect.

DISCLOSURE OF THE INVENTION

[۰۰۱۰] Processed cheeses according to this invention have a characteristic that angiotensin converting enzyme inhibitory activity is 350 units per gram or more. In addition, the processed cheeses according to the invention have a characteristic that the said cheeses use natural cheese having angiotensin converting enzyme inhibitory activity of 420 units per gram or more as raw materials. Moreover, the processed cheeses according to the invention have a characteristic that the sodium content of the said cheeses is 990 mg or less per 100 g of processed cheese. Furthermore, the processed cheeses according to the invention have a characteristic that the potassium content of the said cheeses is between 80 mg and 150 mg per 100 g of processed cheese.

[۰۰۱۱] A manufacturing method for the processed cheeses according to the invention, that is a manufacturing method for processed cheeses having angiotensin converting enzyme inhibitory activity of 350 units per gram or more, has a characteristic that the processed cheeses use at least one type of natural cheese with angiotensin converting enzyme activity of 420 units per gram or more as raw materials.

[۰۰۱۲] In addition, a manufacturing method for the processed cheeses according to the invention has a characteristic that the processed cheeses use low salt or unsalted natural cheese as natural cheese for a raw material in order to make the sodium content of the obtained processed cheese 990 mg or less per 100 g of processed cheese in the said manufacturing method.

[۰۰۱۳] Moreover, a manufacturing method for the processed cheeses according to the invention has a characteristic that the processed cheeses use potassium salt as molten salt in order to make the sodium content of the obtained processed cheese 990 mg or less per 100 g of processed cheese and, in these cases, to make the potassium content of the obtained processed cheese between 80 mg and 150 mg per 100 g of processed cheese in each of the said manufacturing methods.

BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

[۰۰۱۴] The purpose of this invention is to provide processed cheeses that demonstrate an excellent antihypertensive effect with ACE inhibitory activity of 350 units per gram or more and to achieve an antihypertensive effect with an amount of cheese that can be taken regularly. Total daily intake of ACE inhibitory activity is about 5000 units if the same amount as that of the said beverage is considered to be required. As said, the average cheese consumption of the Japanese public is approximately 5.5 g. If it is assumed that the total daily intake of ACE inhibitory activity is achieved by consuming cheese, a cheese product 5.5 g in size is too small, and small as an amount from the viewpoint of the balance of lactoprotein or calcium intake. On the other hand, although cheese of which the weight per piece is 20-25 g is commercially available, this amount is too large in comparison with the average daily consumption of the Japanese. Therefore, even taking an increase in cheese consumption in the future into consideration, daily cheese intake is considered to be around 10-15 g. Thus the ACE inhibitory activity (specific activity) of processed cheeses is required to be 333-500 units per gram. Therefore, in order to achieve the purpose of the invention, ACE inhibitory activity of at least 350 units per gram, preferably 500 units per gram or more, and more preferably 700 units per gram or more is required. It is a matter of course that the cheese consumption of Western people is greater than that of the Japanese, and this specific activity has a value that can produce a sufficient antihypertensive effect. The ACE inhibitory activity in this invention is defined by values measured in the method described in Embodiments.

[۰۰۱۵] The processed cheeses according to the invention are products using natural cheese in processed cheese, cheese food, cheese spread, cheese dip, and cheese dessert as a main raw material.

[۰۰۱۶] In order to manufacture processed cheeses having a strong antihypertensive effect, it is necessary to select raw material natural cheese from natural cheeses with a strong antihypertensive effect. In this case, when considering general composition examples and deactivation in the manufacturing processes, the calculated value of ACE inhibitory activity of product processed cheeses is 357 units per gram, namely approximately 350 units per gram if a raw material cheese with ACE inhibitory activity of 420 units per gram is used. Thus processed cheese of 350 units per gram or more is obtained using a raw material cheese with ACE inhibitory activity of 420 units per gram or more. Therefore, the ACE inhibitory activity of the raw material natural cheese used in the invention is 420 units per gram or more, preferably 500 units per gram or more, and more preferably 700 units per gram or more.

[۰۰۱۷] In addition, in manufacturing processed cheeses, a combination of multiple types of cheese is often used as the raw material cheese. The purpose is to adjust flavor, adjust the degree of ripening, alleviate quality variation of each raw material cheese, and so on. Also in this invention, multiple types of raw material cheese can be combined to make the ACE inhibitory activity of total raw material cheese 420 units per gram or more, preferably 500 units per gram or more, and more preferably 700 units per gram or more. The types of cheese to be combined have no special limitation. For example, cheddar cheeses, such as Cheddar, Cheshire, Colby and Monterey jack; gouda type cheeses, such as Gouda, Samson and Maribo; Edam cheeses; extremely hard cheeses, such as Parmesan, Romano and Granapadano; Swiss cheeses, such as Emmental and Gruyeres; white mold cheeses, such as Camembert and Brie; blue mold cheeses, such as Stilton, Roquefort, Gorgonsola and Dana blue; cheeses of which the surface is ripened by bacteria, such as limburger; unripened cheeses, such as cream cheese, Mascarbone, Cottage and Mozarella; and whey cheeses such as ricotta can be used.

[۰۰۱۸] An amount of hypotensive peptide in cheese is different in each cheese. It varies depending on the types of cheese and the curing time. According to the data for commercially available raw material cheese measured by the inventors, an amount of peptide contained in unripened cheeses fresh cheeses such as cottage cheese, cream cheese and quark, as well as unripened curd) is small because of the low degree of proteolysis, leading to a small antihypertensive effect. Not only that, it was found that the antihypertensive effect greatly varies depending on manufacturing methods (manufacturers) even if the type of cheese and the curing time are the same in ripened cheeses. The curing time, which is only a guideline, does not provide sufficient information for fully evaluating the strength of the antihypertensive effect. Thus it is necessary to select a raw material cheese after measuring the antihypertensive effect of each cheese. A part of the data of ACE inhibitory activity of natural cheese measured by the inventors is shown in table 2. Table 2 shows that cheddar cheese produced in New Zealand and Emmental cheese produced in Switzerland have a peculiarly large antihypertensive effect as examples. Therefore, in order to achieve the purpose of the invention, it is preferable to use cheddar cheese produced in New Zealand, Emmental cheese produced in Switzerland, or a combination of both, because these cheeses with a peculiarly large antihypertensive effect have ACE inhibitory activity of at least 420 units per gram. In addition, even when using these cheeses, it is preferable to use those having ACE inhibitory activity of 500 units per gram or more, and more preferably 700 units per gram or more.

  ترجمه مطالب فوق:

         محصولات پنیر فرآیند شده و فرآوری تولید آن:

   تولید پنیر به همراه اثرات آنتی هیپرتن می تواند در زمینه جذب نقش مؤثری داشته باشد. اثرات مذکور در فرآیند پنیر در بیش از ۳۵۰ واحد پنیر در هر گرم یا بیشتر مثل پنیر چیدر که در نیوزلند تولید می شود باعث شده که در کشورهایی مثل سوئیس با فعالیت ۴۲۰ واحد و استفاده از نمک پایین تولید شود و از نمک ذوب شده و سدیم ۹۹۰ میلی گرم یا ۱۰۰۰ گرم استفاده می گردد.

   منشأ فناوری:

  در زمینه فناوری فرآیند تولیدات پنیر عواملی مثل آنژیوتنسین و آنزیم های تبدیل کننده بکار رفته است که در فرآیند پنیر نقش دارند.

   زمینه اختراعات:

 افزایش فشار بالا خطراتی برای ضربانهای مغزی و بیماریهای قلبی ایجاد کرده است و بهبود زندگی و استفاده از داروهای مفید می تواند اثراتی بر روی فشار خون و کاهش دادن آن داشته باشد همچنین از طریق مکانیزم معینی می توان پپتیدهای فشرده را بررسی نمود که باعث توقف فعالیت آنزیم ها شود و آنژیوتنسین بدست می آید. پپتید در کتاب بهمراه آنزیم ها وجود دارد و عملکرد آن در نوشیدنی ها باعث شده که پپتیدهای فعال وجود داشته باشد که اثراتی بر روی متغیرها می گذارد. همچنین آزمایش های حیوانی در همین زمینه برای جلوگیری از افزایش خون صورت گرفته است و پپتیدهای مذکور در این زمینه نقش دارند و می توان به آنها دست یافت.

   قرص های ACE بعنوان یک عامل بازدارنده در زمینه فعالیت باکتریهای تولید پنیر در بازار نقش عمده دارد. شرکت تولیدی آن نیز نقش عمده ای در تولیدات داشته است و قالب های پنیر بعد از بررسی بسته بندی شده و عرضه می گردد در ژاپن نیز مصرف کنندگان این پنیرها زیاد است و جذب روزانه این نوع مواد غذایی باعث شده که فشار خون افزایش یابد و ۵۰۰۰ واحد از ACE که در جدول ۱ آمده باعث شده که در جذب آن نقش عمده ای داشته باشد و مصرف کنندگان باید از مصرف پنیرهایی که نمک بالا دارند پرهیز کنند زیرا که منجر به افزایش فشار خون می شود و هدف از آن بکارگیری شیوه هایی در زمینه مصرف پنیر بوده که اثرات بیشتری بر روی جذب در بدن داشته باشد.

    بررسی خصوصیات پنیر :

  ارزیابی تولیدات پنیر وخصوصیات مربوط به آن بصورت ۳۵۰ واحد در گرم یا بیشتر از مواد آنزیمی باعث شده که بتوان از فعالیت بازدارنده عوامل آنزیمی جلوگیری شود و ۴۲۰ واحد در گرم نیز مفید است. میزان سدیم بصورت ۹۹۰ میلی گرم یا کمتر از ۱۰۰ گرم بوده که بسیاری از پنیرها بین ۸۰ و ۱۵۰ میلی گرم در ۱۰۰ گرم پنیر از این مواد دارند. شیوه های تولید پنیر از فرآیند خاص پیروی می کند لذا در زمینه تولید و استفاده از آنژیوتنسین و آنزیم های تبدیل کننده به میزان ۳۵۰ واحد در گرم باعث شده که بتوان به فرآیندهای مذکور و مواد خام بصورت ۴۲۰ واحد استفاده نمود.

  شیوه های دیگری برای ارزیابی خصوصیات این نوع پنیرها با نمک اندک یا بدون نمک ارائه شده است و میزان سدیم بدست آمده در ۱۰۰ گرم نیز استفاده شده است و شیوه های تولیدی در ارزیابی  این گونه تولیدات با کاربرد نمک پتاسیم و میزان سدیم بصورت ۹۹۰ میلی گرم یا کمتر از ۱۰۰ گرم باعث بهبود پتاسیم در ۱۵۰ میلی گرم در ۱۰۰ گرم از پنیر شده است.

   روش مناسب برای تولید پنیر :

هدف از این مطالعه بررسی شیوه های ارزیابی تولیدات پنیر و اثرات مواد بازدارنده بهمراه ACE و فعالیت ۳۵۰ واحد در گرم از آن بوده که گاهی ۵۰۰۰ واحد در همین مقدار از پنیر استفاده شده که در ژاپن مصرف دارد و جذب فراورده های مذکور و تولید ۵۵ گرم باعث شده که از نقطه نظر توازن لاکتور پروتئین یا کلسیم به نتایجی دست یافت و در هر قطعه ۲۰ تا ۲۵ گرم از کلسیم استفاده نمود که مورد نیاز ژاپنی است. افزایش مصرف ۱۰-۱۵ گرم پنیر و فعالیت ACE در فرایند مذکور به صورت ۳۳۳ تا ۵۰۰ واحد در گرم باعث شده که به اهداف معینی دست یافت و ۳۵۰ واحد در گرم و ۵۰۰ واحد و ۷۰۰ واحد در گرم باعث شده که مصرف پنیر در کشورهای غربی نسبت به ژاپن افزایش یابد و عوامل دیگری نیز در این زمینه نقش داشته اند و گسترش تولیدات غذایی در زمینه تولید مواد طبیعی می تواند مثال هایی در زمینه تولید فرایند باشد. لذا فعالیت عوامل بازدارنده بصورت ۳۵۷ واحد در گرم و یا ۳۵۰ واحد یا ۴۲۰ واحد در گرم باعث شده که در پنیر خام نقش عمده ای داشته باشد و ۵۰۰ واحد در گرم یا بیشتر و یا ۷۰۰ واحد در گرم نیز در تولیدات نقش مهمی داشته است.

   به علاوه در زمینه تولیدات پنیر می توان با توجه به طعم آن اقدامات موثری در زمینه ترکیب مواد بعمل آورد و استفاده از ۴۲۰ واحد از ACE در گرم و یا ۵۰۰ یا ۷۰۰ واحد نیز در تولیدات موثر بوده است.

   تولید پنیرهایی چیدر و چیشیر و کلبی و انواع دیگر مثل گودا و سالمون و ماری بو و پنیرهای سوئیسی مثل امن تال و پنیر سفید باعث شده که به کمک بسیاری از باکتریها به تولید آنها اقدام کرد و پنیر کرم و ماسکربن و کاتیج و موزارلا نیز استفاده شده است.

   مقادیری از پپتید در پنیر در انواع متفاوت آن وجود دارد و از طریق اندازه گیری مواد آن در پنیرهایی مثل کوتاگ و کرم و کوآرک می توان به کاهش اثرات فعالیت پروتولیز کمک کرده و این اثرات بستگی به تولید موادی داشته که در گسترش فعالیتهای باکتریایی نقش دارد و انتخاب مواد خام نیز در مواد طبیعی پنیرها موثر بوده است و فعالیت ACE و عوامل مربوط به آن در جدول ۲ در پنیرهای نیوزلند و امن تال و سوئیسی نقش داشته است این پنیرها اثراتی بر روی عوامل بازدارنده به میزان ۴۲۰ واحد در گرم گذاشته و این عوامل نیز بصورت ۴۰۵ واحد در گرم در صورت لزوم ۷۰۰ واحد در گرم بکار رفته است که برای اطلاعات بیشتر می توان فرایندهای تولید پنیر را مطالعه کرد و به ارزیابی عوامل آن پرداخت.

+ نوشته شده در  چهارشنبه هشتم دی ۱۳۸۹ساعت ۲۱:۳۱  توسط مینو شهرستانی  |  نظر بدهید

روش تولید فرآورده‌های ماکارانی و نودل با استفاده از خمیرهای غذایی دارای رطوبت کم
Method of making macaroni or noodle products using a low moisture content limentary paste
United States Patent 5462758
Link to this page:
http://www.freepatentsonline.com/5462758.html
Abstract:
A method for making shaped pasta products having a reduced moisture content. The drying requirements for these shaped pasta products are substantially reduced permitting a substantial savings in energy and time. Processing at reduced moisture levels is accomplished by operating at higher extrusion temperatures. The temperature is selected so as to avoid cooking the extruded alimentary pastes. Dried, uncooked pastas having a unique appearance are also provided
BACKGROUND OF THE INVENTION

This invention is directed to an energy efficient method for producing alimentary pastes. The terms “alimentary pastes” and “pastes”, as used herein, refer to the flour and water mixtures commonly known as pasta, such as spaghetti, macaroni, noodles, ziti, etc.

Alimentary pastes are generally made from coarse, hard flours obtained from hard wheat such as the middlings of durum wheat, often referred to as “semolina flour” or “semolina”. Semolina comprises a major portion of the flour in alimentary pastes because it is highly glutinous and provides a self-supporting pasta. Shaped products made therefrom will substantially maintain their original form after subsequent processing, such as cooking. The term “cooking”, as used herein, refers to the process of gelatinizing the starch and denaturing the protein to form a firm, rigid matrix within the alimentary paste, which occurs upon heating the alimentary paste.

Pastas are commercially available in many forms including cooked, partially cooked and uncooked forms. Cooked pasta is defined herein to mean pasta wherein substantially all of the starch is gelatinized. Uncooked pasta is defined herein to mean pasta wherein a major portion of the starch is ungelatinized, i.e., greater than about 80% by weight of the total starch content is ungelatinized. The term “uncooked pasta” includes pasta wherein none of the starch is gelatinized. Starch gelatinization is generally accompanied by protein denaturation. Although protein denaturation is of greater concern, starch gelatinization can be quantified with greater accuracy and is therefore used herein to define cooked and uncooked pasta.

There are advantages to each of these types of pasta products; however, the most common form of pasta that is purchased at retail is dry and uncooked pasta. This form is the most versatile in that the product may be stored at room temperature for long periods of time. In addition, pasta in this form maintains its highly glutinous properties in that a substantial portion of protein is undenatured, providing a firm paste upon cooking. Partially cooked and cooked pastas provide the advantage of rapid preparation but often require special packaging, exhibit reduced firmness and product quality, and often have a shorter shelf life than uncooked pasta.

Processes for the commercial manufacture of dry, uncooked pasta are well known. In these processes, water and semolina flour are mixed within an extruder to provide the alimentary paste. This paste is forced through holes in the extruder die at a high pressure and at an elevated temperature, to obtain the desired cross-sectional shape. The extrudate is often cut to desired lengths. In a conventional pasta extrusion process, the alimentary paste exhibits a moisture level of about 30 weight percent and is maintained at a temperature of about 120.degree. F. (49.degree. C.). Moisture levels of about 30 weight percent are utilized to maintain the viscosity of the alimentary paste sufficiently low to prevent excessive pressure within the extruder and simplify the blending procedure. Temperatures of about 120.degree. F. (49.degree. C.) have been utilized to prevent cooking, i.e., gelatinization of the starch and denaturation of the protein within the alimentary paste. Utilizing high temperatures and low moisture pastes in extrusion processes to produce cooked alimentary pastes is known. For example, Bauman, U.S. Pat. No. 4,044,165, and Fulger, U.S. Pat. No. 4,568,550 , each disclose the production of pre-cooked pastas by extrusion techniques where temperatures above 120.degree. F. (49.degree. C.) are utilized. O’Keefe, Food in Canada, pages 16-19 (Jan. 1979), discloses the use of low moisture pastes in producing cooked pasta.

Drying is the most time consuming step in the preparation of uncooked pastas. The extrudate generally has a moisture level of about 28 weight percent or above which must be reduced to a value of about 12%-14% to permit storage of the product at ambient conditions. The drying step, or steps, may require from about 18-36 hours. Since the pasta is in its final extruded shape, drying is a very delicate operation. Accelerating the drying process may affect the integrity of the finished product in that the pasta may warp or crack.

Reducing this drying period without affecting the integrity of the pasta product is advantageous when producing dry, uncooked pasta, since the energy expended is significantly reduced, thus reducing the cost of production.

Craig et al., U.S. Pat. No. 3,762,931, disclose a method for processing low moisture alimentary pastes wherein modifying agents (flow modifiers) are added in significant quantities to reduce the pressure within the extruder. However, it is desirable to obtain shaped, low moisture alimentary pastes wherein the paste composition is not modified significantly to enhance processability. A product with these flow modifiers may not satisfy the definitions (“Standard of Identity”) necessary to permit the pasta product to be marketed as “macaroni”, “noodles”, etc., under Food and Drug Administration Regulations, 21 CFR Chapter 1 .sctn..sctn.139.110-139.180

(Apr. 1, 1986)
SUMMARY OF THE INVENTION .
The present invention involves selecting an extrusion temperature for the alimentary paste at or above 130.degree. F. (54.degree. C.), which is sufficiently low to prevent “cooking”, i.e., to maintain gelatinization of the starch and denaturation of the protein at a minimum. Preferably, starch gelatinization is maintained below about 10 weight percent of the total starch content of the extruded alimentary paste.

The process of this invention is performed by feeding and blending a feedstock comprised of glutinous flour and water within an extruder to form an alimentary paste, the alimentary paste having a total moisture content at or below 28% by weight. This alimentary paste is forced through the holes in the extruder die by internal pressure. The temperature of the alimentary paste during extrusion is prescribed by the parameters defined above. These parameters will dictate different temperature values for pastes of varying moisture content.

When a reference is made in this application to the “extrusion temperature”, it will be understood by those skilled in the art that the temperature referred to is, in fact, the temperature of the extruder barrel. It is almost impossible to measure the temperature of the paste as it is extruded from the die, and it is not feasible to measure the temperature of the paste within the bore of the barrel of the extruder. Consequently those skilled in the art ordinarily refer to the temperature at which the extruder barrel is maintained as the extrusion temperature. Generally this is close to or substantially the same as the temperature of the extruder die. Since the operation of the screw within the barrel of the extruder generates a good deal of heat by friction, it is common to control the barrel temperature by the use of a circulating water jacket. Somewhat similarly, the extruder die may be either heated or cooled, depending upon operating conditions, extrusion configuration, and the like. For the purposes of this invention, however, the extruder die is generally heated, preferably electrically heated.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

In performing the process of this invention, a feedstock comprised of glutinous flour and water is utilized. The term “glutinous flour” as used herein is intended to include and describe flours which provide a self-supporting paste when mixed with water. Such a self-supporting paste, once shaped, will substantially retain its original form at ambient conditions or after subsequent processing, such as drying or cooking. Semolina flour, also referred to as “semolina” herein, is a common, hard, coarse, wheat flour obtained from durum wheat. The definition or “Standard of Identity” for semolina flour is generally a flour obtained from durum wheat which passes through a 20 mesh sieve and not more than 3% by weight passes through a 100 mesh sieve. There are different grades of semolina having different glutinous properties. Both high grade and low grade semolina are intended to be included in the glutinous flours suitable for this invention. Other coarse, glutinous flours, obtained from more uncommon grains may be used in place of semolina and are intended to be included within the scope of the term “glutinous flour”. In addition, fine flours such as durum flour, wherein 98 weight percent passes through a 70 mesh sieve, are also suitable and are intended to fall within the scope of the term “glutinous flour” used herein. These fine flours may be preferred where it is difficult to obtain adequate blending with water from the equipment utilized. The only requirement for the flour is that it provide a self supporting paste upon admixture with water. The glutinous flour preferably comprises at least 75% by weight of the dry ingredients. Preferred glutinous flours are semolina and durum flour. Non-glutinous flours, which do not provide a self-supporting paste upon admixture with water, such as rice, may be added to the feedstock although they do not fall within the scope of the term “glutinous flour” as used herein. Other additives, including seasonings, vitamins, dyes, egg, flavorings, such as cheese, beef and chicken, and vegetable solids such as spinach, may be added for flavor, color, nutrition or other additive effect.

Water is a necessary part of the feedstock for the extrusion process of this invention since glutinous flours, such as semolina, do not have a water content sufficiently high to provide a low viscosity alimentary paste which can be processed without significant cooking of the paste. Preferred pastes exhibit a moisture content greater than about 18 weight percent. However, lower values for moisture content are suitable where flow modifiers are used. Semolina flour typically has a moisture content of 13-15 weight percent. In performing this invention, the quantity of added water provides a moisture level for the feedstock which does not exceed 28% by weight. This moisture level value for the feedstock includes the initial moisture content of the glutinous flour, which for semolina is about 13-15 weight percent, plus the moisture provided by added water.

The moisture contents of the glutinous flour, the alimentary paste feedstock, the extruded alimentary paste and the dried pasta product, respectively, may be determined by the procedures set forth in the 9th Ed. Association of Organized Agriculture Chemists (AOAC), Method 13.112, which is incorporated herein by reference. Other methods are also suitable but the procedures incorporated above are used to define the moisture values described herein.

The term “water”, as used herein, refers to substantially pure forms of water, such as distilled water, well water, spring water and the like, and those liquids wherein water is a major component such as milk, broths, juices and the like. Furthermore, the term “water”, as used herein, includes water in all physical states, such as steam, ice and liquid.

Special mention is made of the additives salt and glycerol monostearate. These are two ingredients commonly found in commercial pastas. Salt provides flavor while glycerol monostearate functions as an emulsifier or lubricant, i.e., flow modifier, which reduces the viscosity of the alimentary paste, making extrusion easier. The use of glycerol monostearate will reduce the pressure within the extruder. Also suitable are the flow modifiers or “modifying agents” disclosed by Craig et al. in U.S. Pat. No. 3,762,931, i.e. whey solids in conjunction with sulfhydryl reducing substances, such as L-cysteine, glutathione and sulfite salts (sodium bisulfite and calcium sulfite). The description of these “modifying agents” at column 6, line 57, to column 8, line 43, of Craig et al. is incorporated herein by reference. It is noted that much smaller quantities of these “modifying agents” (0.025-0.1 weight percent) provide effective results in this invention in comparison to the amounts used by Craig et al. The addition of flow modifiers or “modifying agents” is not essential to the performance of this invention.

The components of the feedstock may be separately introduced to the extruder or they may be premixed to form a preliminary paste. Commercial equipment is available for handling both types of feedstocks. To ensure a uniform product however, separate metering of the feedstock components is often preferred.

The term “extruder”, as used herein, refers to those devices which generally comprise a threaded screw positioned within a barrel having a means for receiving components to be mixed, such as a feed hopper positioned at one end, a means for discharging mixed components at the opposing end of the device, and a means for rotating the screw within the barrel. An example of a discharging means is a die having holes for the passage of the mixed materials, positioned at the end of the screw. The temperature within an extruder may be controlled by the use of a water jacket which surrounds the barrel, if desired. Conventional extruders utilized in the preparation of alimentary pastes or plastics are well suited for this invention. These include both single screw and twin screw extruders. Examples of suitable extruders include those marketed by Brabender, Mapimpianti (GF 20 series), Buhler, DeMaco, and Braibanti.

The alimentary paste is forced through the holes of the extruder die to obtain the desired shape. The holes in the extruder die prescribe the profile of the paste. The paste passes through the die due to internal pressures generated by the rotating screw or screws. The extruded paste may be cut to desired lengths to provide a product in substantially final form. Cutting generally occurs at the extruder die and may be carried out in a conventional manner. Cutting is not essential to the practice of this invention since the alimentary paste may be formed into desired lengths by pulling the extrudate away from the die. All conventional pasta shapes are obtainable by this invention.

An important feature of this invention is selecting the temperature at which the alimentary paste is blended within the extruder. The temperature must be sufficiently low to maintain the paste uncooked, i.e., maintain more than 80% by weight of the total starch within the paste ungelatinized, preferably 90% or more. The upper temperature limit may vary in that starch gelatinization is dependent on many variables such as moisture level, paste composition, process equipment, etc. Because of this multiple dependency, at temperature values significantly below the upper limit, a minor change in temperature may not be accompanied by a corresponding change in starch gelatinization.

Some starch gelatinization and some protein denaturation always take place during extrusion, even under conventional or “standard” operating conditions. This is due to the high shear environment within the extruder, where heat and pressure are generated internally. Starch gelatinization below about 10 weight percent of the total starch content is normal for conventional extrusion processes. It is preferable to maintain the level of starch gelatinization below about 10 weight percent where dry, uncooked pastas are the desired end products in that such values are often accompanied by low levels of protein denaturation.

Protein denaturation during extrusion is preferably kept at as low a level as possible. The optimum temperature will vary with the level of moisture within the alimentary paste. Lower moisture values within the alimentary paste generally permit the paste to attain higher temperatures without significant protein denaturation. Temperatures as high as 190.degree. F. (88.degree. C.) have little effect on protein denaturation and starch gelatinization during extrusion of pastes having about a 20.8 weight percent moisture content. Protein denaturation prior to final cooking of the alimentary paste often leads to a weak protein matrix and infirm or mushy pasta upon final cooking. Premature protein denaturation is evidenced by a product loss upon cooking in boiling water due to the release of starch. A product loss below about 10 weight percent of the total pasta product after final cooking in boiling water is average for pasta products obtained by conventional extrusion techniques. It is desirable to maintain product loss at or below this level.

While the temperature of the alimentary paste should be sufficiently low so as to maintain the paste uncooked, it should also be sufficiently high to attain a value at or above about 130.degree. F. (54.degree. C.) during blending. The-larger the proportion of alimentary paste within the extruder which attains a temperature value at or above 130.degree. F. (54.degree. C.), the easier processing becomes. It may be desirable to maintain the temperature of the alimentary paste at a value at or above 130.degree. F. (54.degree. C.) throughout the extruder by pre-heating the feedstock to about 130.degree. F. (54.degree. C.). It is more convenient however, to heat the paste to temperatures at or above 130.degree. F. (54.degree. C.) within the extruder. Maintaining a substantial portion of the alimentary paste within the extruder, i.e., about 50% by weight and above of the total extruder contents, at a temperature at or above 130.degree. F. (54.degree. C.) is preferred. Maintaining the body of the alimentary paste that is adjacent the extruder die at a temperature at or above 130.degree. F. (54.degree. C.) is most preferred. Typically, the extruder is filled with alimentary paste during operation and the portion of alimentary paste which has a temperature at or above 130.degree. F. (54.degree. C.) generally corresponds to that portion of the extruder barrel which has a temperature at or above 130.degree. F. (54.degree. C.).

The temperature of the paste may vary within the extruder because the heat that is generated by friction at different points within the extruder varies. The temperature of the paste can also vary by passing through different cooling or heating zones within the extruder barrel. This may be desired where blending is intensified at separate locations in the extruder or components of the paste are added downstream of the feed hopper. However, the highest temperature experienced by the alimentary paste should be at or above 130.degree. F. (54.degree. C.) and should be sufficiently low so as to maintain the paste uncooked, preferably below 190.degree. F. (88.degree. C.). The process may be performed continuously, semi-continuously or batch-wise.

It is most preferable to utilize a temperature that is at or above 130.degree. F. (54.degree. C.) for the alimentary paste and which is sufficiently high to maintain the internal pressure on the extruder die below about 250% of the values experienced at standard conditions. The phrase “standard conditions”, as used herein, refers to the combination of an extruder barrel temperature of 120.degree. F. (49.degree. C.) and an alimentary paste moisture content of about 30 weight percent. The pressures generated under such conditions are generally below 2000 psig in conventional commercial extruders. These pressure values will vary with the equipment utilized.

The process of this invention is capable of maintaining the internal pressure on the extruder die at levels below about 150% of those experienced at standard conditions for pastes having a moisture content of about 23%-24% by weight. At lower moisture levels, i.e., about 20%-21%, pressures below about 160% of those at standard conditions are obtained where emulsifiers/flow modifiers are additionally added. When performing the process of this invention within commercial equipment, maintaining the internal pressure on the extruder die below about 2500 psig is preferred. The lowest pressures obtainable are most preferred from the standpoint of energy consumption and equipment life.

It is difficult to measure the temperature of the paste directly since it is flowing within the extruder. The extruder barrel temperature is an acceptable approximation of this value for conventional extruders operating at conventional screw speeds. When measuring barrel temperature, a pyrometer may be affixed to the extruder barrel surface to provide temperature values or the temperature of the water (or other cooling fluid) within a surrounding water jacket may be monitored with a thermometer to provide such values. Other methods for measuring barrel temperature are also suitable.

It is expected that extreme extrusion conditions, such as very high screw speeds, or unconventional extrusion equipment, may not permit adequate temperature equilibration for the barrel temperature to reflect the temperature of the paste within. In such a situation, the extrudate temperature may be used as an acceptable approximation of the temperature of the paste within the extruder, unless significant heat transfer takes place at the extruder die. The temperature of the extrudate may also be taken for purposes of comparison with barrel temperatures. This will confirm the accuracy of barrel temperatures used to approximate the paste temperature during extrusion.

Where either the barrel temperature or extrudate temperature have a value of 130.degree. F. (54.degree. C.) or above, respectively, and these temperatures are attributed to the heat of friction within the extruder, it is presumed that the paste within the extruder attains a value of 130.degree. F. (54.degree. C.) or above. In such a case, it is irrelevant whether the barrel temperature or extrudate temperature is a good approximation of the paste temperature during extrusion, since the process falls within the scope of this invention where low moisture pastes are used.

Where the barrel temperature and extrudate temperature have a value below 130.degree. F. (54.degree. C.), an internal pyrometer may be inserted in the process equipment, at a convenient location, such as between the extruder barrel and extruder die, to determine if the paste attains a value at or above 130.degree. F. (54.degree. C.).

Alternatively, where insertion of a pyrometer is not convenient in the equipment utilized, a model of such equipment with a pyrometer internally inserted at a point or points along the extruder barrel may be used to determine if the paste within attains a value at or above 130.degree. F. (54.degree. C.). Other means for determining the temperature of the paste within the extruder are also suitable. It is important to note that obtaining temperature values for the paste within the extruder is not an essential step in the process of this invention.

As indicated above, it is preferable to maintain the level of starch gelatinization below 10 weight percent of the total starch content and product loss below 10 weight percent of the total pasta product after cooking. Those skilled in the art will be capable of obtaining a proper balance of alimentary paste moisture content and operating temperature to achieve these results. The paired values which appear in the accompanying Examples will serve as a guide. Different levels of gelatinization and denaturation may occur for different blends of alimentary paste and for different types of equipment utilized.

Where conventional equipment is utilized, preferred barrel temperatures fail in the range of about 130.degree.-190.degree. F. (54.degree.-88.degree. C.). Barrel temperatures much higher than 190.degree. F. (88.degree. C.) may cause significant gelatinization and denaturation unless other methods are used to ease extruder pressure, such as the use of flow modifiers. Examples of some preferred combinations of barrel temperatures and paste moisture levels are as follows:
۱۵۰.degree.-160.degree. F. (66.degree.-71.degree. C.) for 23.0-23.7 weight percent H.sub.2 O

and
۱۷۰.degree.-175.degree. F. (77.degree.-79.degree. C.) for 20.5-21.5 weight percent H.sub.2 O.

Heat generated by friction within the extruder is often more than sufficient to provide the necessary operating temperatures. Alternatively, the extruder barrel may be heated by external water jackets or an electrical resistance heater.

A further step in easing the pressure within the extruder is to heat the die head of the extruder to approximate the temperature of the extruder barrel and the paste within. This can be accomplished with a conventional electrical resistance heating element, disposed about the die head. Where the die head is heated, die pressures may be maintained within about 120% of the values for pressure at standard conditions of a barrel temperature of 120.degree. F. (49.degree. C.) and a paste moisture content of 30% by weight.

Upon performing the process of this invention, the alimentary paste is preferably dried to provide commercial pasta products. This drying procedure may vary significantly, being either a multi-step procedure, where the pasta is exposed to different drying conditions, or a simple air drying procedure, where the pasta is permitted to stand at room temperature. Whatever drying procedure is used, the time required for completion will be reduced by the practice of the present invention, since the extruded product has a substantially reduced moisture content. Drying times can be reduced by as much as 50%-80%, or to about 8 hours as opposed to 16-20 hours for pastes of higher moisture contents. Conventional drying equipment, i.e., either batch or continuous dryers, such as tray and drum dryers, may be used. The dried product so obtained should generally have a moisture content below about 13% by weight after 8 hours.

Embodiments of this invention include pasta products made by the processes described above. These pasta products have been found to retain a greater portion of the Beta-carotene and other carotenoids, such as alpha-carotene and gamma-carotene, originally present in glutinous flour, particularly semolina flour, which provides the natural yellow color of the flour. Also included in this invention are the dried pasta products having variegations as shown in FIGS. 1-3. This variegated appearance disappears upon cooking the dried pasta product, to provide a substantially uniform color. The dried pasta obtained by the practice of certain embodiments of the processes disclosed herein exhibit dark and light colorations, with a major portion of light colorations. Approximately at least 25% of the pasta surface area exhibits light colorations. At least about 5% of the surface area exhibits dark colorations. These variegated pastas often have a streaked appearance with portions showing uniform striations. The streaks of color, or striations, run in the direction of the extrusion of the paste from the extruder die. These variegated pastas typically have the natural color of the glutinous flour, such as semolina flour, but may be dyed with natural or artificial colors. These variegated pastas are easily obtained with an extruder having a variation in screw diameter. It is important to note that (1) the processes of this invention include the production of pastas having uniform coloration and (2) the dried pasta products of this invention with high natural color (Beta-carotene and other carotenoids) are not limited to variegated pastas.

ترجمه مطالب فوق:
روش تولید فرآورده‌های ماکارانی و نودل با استفاده از خمیرهای غذایی دارای رطوبت کم
یک روش برای تولید فرآورده‌های خمیری شکل‌دار که دارای محتوای رطوبت کم می‌باشند. ملزومات لازم برای خشک کردن چنین فرآورده‌های خمیری شکل‌داری به طور قابل توجه کمتر می‌باشد که این امر باعث صرفه‌جویی قابل توجه در انرژی و زمان می‌شود.
برای فرآیند نمودن محصولاتی که دارای سطح رطوبت کم می‌باشند. باید شرایط عمل به نحوی باشد که دمای عمل اکستروژن بالاتر باشد. دما به نحوی انتخاب می‌شود که از پختن خمیرهای غذائی اجتناب شود. و همچنین خمیرهای خشک و نپخته با ظاهری بی‌نظیر بدست آید.
پس زمینه اختراع
این اختراع معطوف می شود به یک روش بسیار مناسب از لحاظ انرژی برای تولید خمیرهای غذایی.
واژه Alimentary Pastas (خمیرهای غذائی) و واژه Pastas همانطور که در اینجا استفاده شده است، اشاره دارند به ترکیبات آرد و آب که معمولاً به عنوان پاستا شناخته می‌شوند مانند اسپاگتی، ماکارونی، نودل، زیتی و …
پاستاهای خوراکی به طور کل از آردهای سخت و شنی بدست آمده از گندم سخت مانند Middling گندم دیوروم که اغلب با تام آرد سملینا یا سمولینا مشخص می شود، تولید می‌شوند. سمولینا قسمت اعظم آرد را در پاستاهای خوراکی تشکیل می دهد،  علت این امر این است که سمولینا به شدت گلوتنی است و پاستایی را تولید می‌کند که ثبات دارد و به خودی خود پایدار است.
فرآورده‌های شکل داده شده حاصل از سمولینا تا حد قابل توجهی فرم اصلی خودشان را پس از طی یک سری از فرآیندها مانند پخت، حفظ می کنند. واژه Cooking همانطور که در اینجا استفاده شده است اطلاق پیدا می‌کند به فرایندی که باعث ژلاتینه شدن نشاسته و دناتوره نمودن پروتئین به منظور تشکیل ماتریکس محکم و غیرقابل انعطاف درون پاستا خوراکی، که این عمل با حرارت داون پاستا خوراکی اتفاق می‌افتد.
به صورت تجاری پاستاها به شکل‌های زیادی شامل پخته شده، تا حدی پخته شده و خام موجود هستند. پاستا پخته شده در اینجا به پاستایی اطلاق می‌شود که در آن تمام نشاسته تاحد قابل توجهی ژلاتینه شده است. پاستای خام در اینجا  به پاستای اطلاق می شود که در آن قسمت اعظم نشاسته ژلاتینه نشده است به عبارت دقیق‌تر بیش از ۸۰ درصد وزنی کلم محتوی نشاسته ژلاتینه نشده است. واژه Uncooked Pasta (پاستای خام) شامل پاستایی می شود که در آن هیچ نشاسته‌ای ژلاتینه نشده است.
در کل ژلاتینه شدن نشاسته همراه با دناتوره شدن پروتئین انجام می گیرد البته اهمیت دناتوره شدن پروتئین بیشتر است. ژلاتینه شدن نشاسته را با دقت بیشتری (در مقایسه با دناتورده شدن پروتئین) می‌توان اندازه‌گیری کرد و بنابراین در اینجا از این فامتور برای مشخص کردن و تعریف پاستای پخته و نپخته (خام) استفاده شده است.
در فرآیند تهیه پاستاهای خام، عمل خشک کردن طولانی ترین مرحله است. ساده اکسترور شده در کل دارای ۲۸ درصد وزنی یا بیشتر رطوبت می‌باشد که این رطوبت باید به سطح ۱۴ ـ ۱۲ درصد برسد تا بتوان محصول را در شرایط (دمایی، رطوبتی و ..) اتاق ذخیره و نگهداری نمود. مرحله یا مراحل خشک کردن ممکن است احتیاج به زمانی بین ۳۶ ـ ۱۸ ساعت داشته باشد. به این دلیل که پاستا دارای شکل نهایی اکسترور شده خود می‌باشد، خشک کردن مرحله بسیار حساسی به حساب می اید.
شتاب نمودن در فرایند خشک کردن ممکن است پیوستگی و یکپارچگی  محصول نهایی را تحت تأثیر قرار دهد و پاستا انحنا پیدا کند و یا ترک بخورد.
کاهش طول مدت دوره خشک کردن در صورتیکه پیوستگی و یکپارچگی فرآورده پاستایی صدمه نبیند، بسیار مطلوب و سودمند است (در مورد تولید پاستای خشک و خام)، زیرا انرژی پخش شده و هدر رفته تا حد زیادی کاهش پیدا می‌کند و بنابراین هزینه‌های (تولید) کم می‌شود.
کرایج و همکارانش U.S Pat No 3, 762,931 روشی را برای فرآیند کردن پاستاهای خوراکی با رطوبت کم فاش کردند که در آن عوامل (مواد) اصلاح کننده (اصلاح کننده جریان) به مقدار زیاد (به پاستا) افزوده می‌شود تا فشار درون اکسترودر کاهش پیدا کند. با تمام این اوصاف، مطلوب نظر این است که پاستاهای خوراکی شکل داده شده، با رطوبت کم تولید شوند که در آنها ترکیب سازنده پاستا به منظور فرآیند پذیر شدن بیشتر، دستخوش تغییرات و اصلاحات زیادی (توسط مواد اصلاح کننده) نشده باشد. محصولی که دارای اصلاح کننده‌های جریان می‌باشد احتمالاً و با توجه به قوامین FDA (مدیریت غذا و دارو آمریکا) نمی‌تواند صلاحیت لازم را برای عرضه در بازار با نامهای ماکارونی یا بودل پیدا کند.
FDA. Regulation 21CFR Chapter 1 Sctn _ Sctn 139. 110 _ 139 . 180
(Apr _ 1. 1986)
خلاصه اختراع
اختراع حاضر شامل انتخاب دمای اکستروژن برای پاستای خوراکی در حد ۱۳۰ درجه یا بالاتر می باشد (۵۴ درجه C)، این دما به اندازه کافی پائین می‌باشد که از پختن ممانعت کند به عبارت دقیق‌تر در این دما (دماها) ژلاتینه شدن نشاسته و دناتوراسیون پروتئین در حداقل ممکن میباشد. ترجیحاً بهتر است که ژلاتینه شدن نشاسته کمتر از ۱۰ درصد درصد وزنی کل نشاسته موجود در پاستای خوراکی اکسترور شده باشد.
هر یک از این انواع فرآورده‌های پاستا دارای فوائدی هستند؛ با تمام این اوصاف، معمول‌ترین پاستا که در مغازه‌ها خرید می شود از نوع پاستای و خام است.
این نوع دارای بیشترین مواد کاربرد می باشد که در آن محصول را می توان در دمای اتاق به مدت طولانی ذخیره کرد. به علاوه این فرم پاستا ویژگی‌های گلوتنی بالای خود را، که در آن قسمت قابل توجهی از پروتئین به صورت دناتوره نشده می‌باشد، حفظ می کند و این حالت باعث می شود که در زمان پخت یک پاستای محکم و باثبات به دست آید. پاستاهای پخته و آنهایی که تا حدی پخته شده‌اند این مزیت را دارند که آماده سازی آنها سریع می باشد اما اغلب به بسته‌بندی ویژه احتیاج دارند و از خودشان استحکام و کیفیت پائین‌تری را به نمایش می‌گذارند و اغلب زمان ماندگاری کوتاه‌تری در مقایسهای پاستای خام دارند.
فرآیندهای تولید تجاری پاستای خشک و خام به خوبی شناخته نشده است.
در این فرآینده آب و آرد سمولینا درون یک اکسترودر به منظور تولید یک پاستای غذایی (خوراکی) با هم مخلوط می‌شوند، این پاستا در یک دمای بالا و با فشار بالا به درون سوراخهای قالب اکسترودر رانده می‌شود تا شکل قطعه قطعه‌های عرض دلخواه بدست آید.
ماده اکسترود شده خارج شده از اکسترودر با اندازه های دلخواه بریده می شود. در یک فرآیند اکستروژن پاستا که موسوم است، پاستای خوراکی دارای ۳۰ درصد وزنی رطوبت می‌باشد و در دمای ۱۲۰ درجه فارنهایت (۴۹ درجه سانتیگراد) نگه داشته می شود. علت حفظ سطح رطوبت ۳۰ درصد وزنی، پائین نگه داشتن و سیکوزیته تا حد کافی برای ممانعت از فشار اضافی درون اکسترودر و ساده کردن روش و روند مخلوط کردن، می‌باشد. علت به کارگیری دمای ۱۲۰ درجه فارنهایت (۴۹ درجه سانتیگراد ممانعت از پخته شدن محصول می‌باشد، به عبارت بهتر ممانعت از ژلاتینه شدن نشاسته و دناتوره شدن پروتئین درون پاستای خوراکی. به کارگیری دماهای بالا و پاستاهای با رطوبت کم در فرآیندهای اکستروژن به منظور تولید پاستاهای خوراکی پخته شده شناخته شده است. به عنوان مثال Bauman, U.S. Pat. No 4,044, 165, Fulger. U.S. Pat. No 4, 568,550 هر یک فرآیند تولید پاستاهای پیش پخته توسط تکنیک‌های اکتروژن را که در آنها دما بالای (۴۹c۰) ۱۲۰۰f است، را آشکار کردند (شرح دادند) Okeefe، غذا در کانادا، صفحات ۱۹ ـ ۱۶ (ژانویه ۱۹۷۹)، کاربرد پاستاهای با رطوبت کم را در تولید پاستای پخته شده، باز کرده و شرح داد.
فرایند این اختراع توسط تغذیه و مخلوط کردن مواد خام اولیه متشکل از آرد گلوتن و آب، به درون اکسترودر برای تشکیل یک پاستای خوراکی می‌باشد. محتوای کلی رطوبت پاستای خوراکی در حد ۲۸ درصد وزنی و یا کمتر می‌باشد. پاستای خوراکی (در طی اکستروژن) توسط فشار داخلی به درون سوراخ های (قالب) اکسترودر رانده می‌شود. دمای پاستای خوراکی در طی اکستروژن توسط پارامترهای تعریف شده در بالا تعیین می‌شود، این پارامترها برای پاستاهایی که میزان رطوبت متفاوتی دارند، دماهای متفاوتی را دیکته می کند. وقتی در این برنامه کاربردی (مقاله موردنظر است) به دمای اکتروژن اشاره می‌شود، متخصصین فن متوجه خواهند شد که دمایی که ذکر می شود در حقیقت دمای محفظه خمره ای اکسترودر (Extruder Barrel) می‌باشد. اندازه‌گیری (خمیر) اکسترودر شده که از بین سوراخهای اکسترودر خارج می‌شود تقریباً غیرممکن است. و ممکن نیست که بتوان دمای پاستا را درون منفذ محفظه اکسترودر اندازه‌گیری کرد. در نتیجه متخصصین فن دمای محفظه اکسترودر را (دمایی که محفظه اکسترودر در آن دما نگه داشته شده است) به عنوان دمای اکستروژن در نظر می گیرند.
در کل این دما نزدیک به و یا تا حد زیادی (می توان گفت) همان دمای قالب اکسترودر است. به دلیل این که عمل هلیکس مار پیچ درون محفظه اکسترودر در اثر اصطکاک تولید مقادیر زیاد حرارت می کند، معمولا برای کنترل دمای این محفظه از ژاکت هایی که درون آنها آب به گردش در می‌آید استفاده می‌شود تا حدی مشابه وضعیت بالا، قالب اکسترودر بسته به شرایط عمل، اسکلت بندی اکستروژن و چیزهای مشابه، ممکن است گرم یا سرد شود. با تمام این احوال ، برای (تأمین) هدف این اختراع ، قالب اکسترودر در کل گرم می‌شود، ترجیحاً توسط انرژی الکتریکی این گرم شدن صورت می گیرد.
 توصیف اختراع همراه با جزئیات
در طی انجام فرآیند این اختراع، یک ماده اولیه خام متشکل از آرد گلوتنی و آب به کار گرفته می‌شود. واژه آرد گلوتنی به نحوی که در اینجا استافده شده در برگیرنده و توضیح دهنده آردهایی است که به تنهایی یک فرآورده خمیری و با ثبات و با استحکام را وقتی با اب مخلوط می‌شوند به وجود می آورند چنین پاستاهای باثبات و استحکامی وقتی که شکل داده می شوند، در شرایط اتاق تا حد خیلی زیادی شکل اصلی خودشان را حفظ می‌کنند این فرآورده‌ها پس از تحمل فرایندهایی مانند خشک کردن یا پختن نیز تا حد زیادی شکل اصلی خود را حفظ می‌کنند. آرد سمولینا که در اینجا به صورت سمولینا نامیده می‌شود یک آرد گندم معمولی، سخت و زبر بدست آمده از آرد گندم می‌باشد، تعریف یا استاندارد مشخصات آرد سمولینا بر این اساس است که در کل آرد سمولینا، آردی است که از گندم دیوروم بدست می‌اید و از الک با مش ۲۰ عبور می‌کند و کمتر از ۳۰%  وزنی ا“ از الک با مش ۱۰۰ عبور می کند (این جمله بیانگر زبر بودن آرد سمولینا است). درجات مختلف سمولینا وجود دارند که (هر یک) دارای ویژگی‌های گلوتنی متفاوت هستند. هر دو نوع سمولینای درجه بالا و درجه پایین در رده آردهای گلوتنی مناسب برای این اختراع به حساب می‌ایند. آردهای زبر و گلوتنی دیگر که از دانه‌های کم معمولتر بدست آمده اند ممکن است که به جای سمولینا به کار گرفته شوند و آنها می‌توانند در دامنه واژه آردهای گلوتنی قرار گیرند. به علاوه آردهای نرم مانند آرد دیوروم، که ۹۸ درصد وزنی آن از بین الک با مش ۷۰ عبور می‌کند، هم مناسب است و می‌توان آن را در دامنه واژه آرد گلوتنی که در اینجا استفاده شده است، قرار داد. این آردهای نرم در جائیکه مخلوط کردن مناسب (آرد) و آب با تجهیزات به کار گرفته شده مشکل است، ترجیح دادند ( و مصرف آنها نسبت به آرد زبر بهتر است). تنها نیاز به ارد (احتمالاً منظور آرد گلوتنی است) به این علت است که این آرد می تواند در هنگام مخلوط شدن با اب یک فرآورده خمیری (پاستا) با ثبات و با استحکام را بوجود آورد. آرد گلوتنی ترجیحاً متشکل است از حداقل ۷۵% درصد وزنی مواد خشک.
آرد گلوتنی برگزیده (برای این مقصود) سمولینا و آرد دیوروم می‌باشد. آردهای غیرگلوتنی که نمی‌توانند در هنگام مخلوط کردن آنها با آب یک پاستا باثبات به وجود آورند، مانند (آرد) برنج، هم ممکن است به ماده اولیه خام (برای تهیه پاستا) اضافه شوند اما آنها در دامنه پوشش واژه آردهای گلوتنی که در این (مقاله) استفاده شده است قرار نمی‌گیرند. افزودنی‌های دیگر شامل چاشنی‌ها، ویتامین‌ها، رنگ‌ها، تخم‌مرغ، طعم دهنده ها، مانند پنیر، گوشت گاو، گوشت مرغ، سبزیجات مانند اسفناج هم ممکن است به منظور تأمین طعم، رن، ارزش تغذیه‌ای یا تأثیرات دیگر افزودنی‌ها، اضافه شوند.
آب جزء اساسی ماده اولیه (که به دستگاه آکستروژن تغذیه می شود) را در فرآیند اکستروژن این اختراع تشکیل می‌دهد. علت این موضوع این اس که اردهای گلوتنی، مانند سمولینا، انقدر آب نداند که بتوانند باعث بشوند که ویسکوزیته پاستا خوراکی در حدی پائین باشد که قابلیت فرآیند شدن را بدون زیاد پخته شدن داشته باشد. پاستای مطلوب دارای سطح رطوبتی در حدود بیش از ۱۸ درصد وزنی می‌باشد، با این حال در صورتیکه از (مواد) اصلاح کننده جریان استفاده شود بهتر است میزان آب کمتر باشد. آرد سمولینا به طور معمول ۱۵ ـ ۱۳ درصد وزنی رطوبت دارد در انجام (فرآیند) این اختراع، مقدار آبی که به ماده اولیه (ورودی به اکسترودر) اضافه می‌شود تا اندازه ای است که کل محتوای رطوبتی ماده اولیه (انتقال به اکسترودر) بیش از ۲۸ درصد نشود. این ۲۸ درصد رطوبت شامل رطوبت اولیه آرد گلوتنی که برای سمولینا ۱۵ ـ ۱۳ درجه بود به اضافه مقدار آبی که به ان اضافه می شود، می‌باشد.
میزان رطوبت آرد گلوتنی، ماده اولیه پاستای غذایی، پاستای غذایی اکسترود شده،  و محصول پاستای خشک شده به ترتیب ممکن است توسط روش‌های وضع شده در این ارتباط در نهمین Ed (چاپ) سازمان شیمیدانان علوم کشاورزی سازمان یافته (Association of organized Agriculture chemists) (AOAC) ، تعیین شود. روش ۱۱۲ . ۱۳ که در این جا همراه با منبع به کار گرفته شده است از این چاپ است. روش‌های دیگر نیز مناسب هستند اما روش به کار گرفته شده در این جا (در این مقاله) برای تعیین رطوبت همین روشی است که در بالا ذکر شده است.
واژه آب آنچانکه در اینجا  استفاده شده است به آبی اطلاق می‌شود که تا حد زیادی (تقریباً به طور کامل) خالص باشد، مانند آب مقطر، اب خوب، آب چشمه و مشابه اینها، و مایعاتی که در آنها آب قسمت اصلی را تشکیل می‌دهد مانند شیر، آبگوشت، آب میوه‌جات و مشابه اینها. به علاوه واژه اب آنچنان که در اینجا استفاده شده است تمام اشکال فیزیکی اب را مانند بخار، یخ، مایع را شامل می‌شود.
افزودنی های نمک و گلیسرول مونواستئارات به طور خاص مورد توجه قرار دارند. این دو ماده اغلب در پاستاهای تجاری یافت می‌شوند. (Salt)، نمک ایجاد طعم میکند در حالیکه گلیسرول مونواستئارات به عنوان یک امولسینایریا لزج کننده (Lubricant)، به عبارت دقیق‌تر، اصلاح کننده جریان، به کار می رود. این ماده (گلیسرول مونو استئارات) وسیکوزئید پاستای غذایی را کاهش می دهد و باعث می‌شود که عمل اکستروژن ساده تر انجام شود. استفاده از گلیسرول مونواستئارات باعث می‌شود که فشار درون اکسترودر کاهش پیدا کند. مقاله‌ای در ارتباط با مواد اصلاح کننده توسط Craig و همکارانش در ایالات متحده pat شماره ۹۳۱ .۷۶۲ .۳ انتشار پیدا کرد که در ارتباط با مواد جامد آب پنیر همراه با مواد سولفیدریلی احیا کننده، مانند L سیستئین، گلوتایتون و نمک‌های سولفیت (سدیم بی‌سولفیت و کلسیم سولفیت) بود. توصیف این عوامل اصلاح کننده در ستون ۶، خط ۵۷ تا ستون ۸، خط ۴۳ مقاله Craig و همکارانش آمده است. مقاله Craig همراه با ذکر منبع در این مقاله (مقاله حاضر) ذکر و به کار گرفته شده است. این مطلب مورد توجه است که مقادیر خیلی کمتر این عوامل اصلاح کننده (۲۵% تا ۱% درصد وزنی) در مقایسه با مقادیری که Craig و همکارانش به کار بردند، نتایج مؤثری را در این اختراع در برداشت. افزودن مواد اصلاح کننده جریان برای انجام این اختراع ضرورت ندارد. ممکن است اجزاء سازنده ترکیب اولیه پاستا (Feed stock) به طور جدا  جدا به درون اکسترودر تغذیه شوند. تجهیزات تجاری برای کار با هر دو نوع ترکیب اولیه (چه به صورت جدا جدا و چه به صورت یک پاستا اولیه) در دسترس است.
با این حال به منظور اطمینان از یکنواخت بودن محصول بهتر است اجزاء و سازنده ترکیب اولیه به صورت جدا جدا به اکسترودر تغذیه شوند.
واژه اکسترودر آنچنان که در اینجا به کار رفته است، اطلاق پیدا می کند به ماشین‌هایی که در کل متشکل هستند از هلیکس (مارپیچ) پیچ‌دار که درون یک محفظه خمره‌ای قرار دارد و در یک انتهای آن وسیله جهت دریافت موادی که قرار است مخلوط شوند وجود دارد (این وسیله شبیه ی قیف است) و در انتهای مقابل آن وسیله‌ای دیگر جهت تخلیه مواد ترکیب شده وجود دارد. یک وسیله نیز جهت چرخاندن مارپیچ پیچ‌دار درون محفظه اکسترودر وجود دارد. یک مثال برای وسیله که جهت تخلیه مواد تعبیه شده است قالب اکسترودر می‌باشد که دارای سوراخ‌هایی به منظور عبور و بیرون رفتن مواد مخلوط شده، می‌باشد این قالب در انتهای مارپیچ قرار می‌گیرد. ممکن است در صورت نیاز دمای درون اکسترودر با تغییر نمودن ژاکت آب (دور محفظه آن) کنترل شود. اکسترودرهای معمولی که برای تهیه پاستاهای غذائی یا پلاستیک ها به کار می روند برای کاربرد در این اختراع نیز کاملاً مناسب هستند. برای این اختراع هم می توان از اکسترودرهای تک کارپیچ و هم از نوع دو مارپیچ استفاده نمود. از نمونه‌های اکسترودر مناسب می توان به انواع عرضه شده توسط Demaco, Buhler, (GF20) Mapimpianti, Brabender,Braibanti نام برد.
پاستای غذایی (در هنگام خارج شدن از اکسترودر) به درون سوراخ‌های قالب اکسترودر رانده می‌شود (با فشار) تا به شکل دلخواه درآید. سوراخ‌های موجود در قالب اکسترودر تعیین کننده پروفایل (نمائید) پاستا می‌باشد. پاستا به خاطر نیروی فشار درونی از قالب عبور می‌کند فشار درونی که باعث عبور پاستا از قالب به طرف بیرون می‌شود توسط مارپیچ یا مارپیچ‌های در حال چرخش تأمین می‌شود پاستای اکسترود شده (خارج شده از اکسترودر) ممکن است به اندازه‌های مختلف برش داده شود تا اینکه تا حد زیادی به شکل نهایی خود تبدیل شود.
معمولابرش دادن در قالب اکسترودر صورت می‌گیرد  و ممکن است به روش مرسوم صورت گیرد. در عمل به این اختراع عمل برش دادن ضروری نیست زیرا ممکن است پاستای غذائی با کشیدن مواد خارج شده از اکسترودر (از قالب اکسترودر) به سمت بیرون به اندازه دلخواه درآید. تمام شکل معمول پاستا این اختراع قابل دسترسی هستند.
یک مشخصه مهم در این اختراع، انتخاب دمایی است که در آن پاستای غذائی درون اکسترودر مخلوط می‌شود، دما باید آنقدر پایین باشد (به اندازه کافی پایین باشد) که در آن پاستا به صورت خام باقی بماند به عبارت بهتر، باید بیش از ۸۰ درصد نشاسته کل
(۸۰ درصد وزنی) پاستا به صورت ژلاتینه نشده باقی بماند. البته بهتر است ۹۰ درصد یا بیشتر، ژلاتینه نشده باقی بماند. حد بالائی دما متفاوت است زیرا که ژلاتینه شدن نشاسته وابسته به فاکتورهای متفاوتی است مثلاً میزان رطوبت، ترکیب پاستا، تجهیزات فرآیند، و …. به خاطر این وابستگی‌ها، در مقادیر دمایی خیلی پایین‌تر از حد بالایی دما، تغییرات محدود در دما ممکن است باعث تغییر در ژلاتینه شدن نشاسته نشود.
د طی اکستروژن همیشه تا حدی نشاسته ژلاتینه می شود و تا حدی پروتئین دناتوره می شود و این حالت حتی تحت شرایط عمل معمول (یا استاندارد) هم رخ می‌دهد. علت این امر شرایط برشی شدید درون اکسترودر است که درون آن به شکل درونی حرارت و فشار تولید می‌شود. برای فرایند اکستروژن معمولی ژلاتینه شدن نشاسته در حد زیر ۱۰ درصد وزنی کل نشاسته نرمال است، بهتر ان است که میزان ژلاتینه شدن نشاسته در حد زیر ۱۰ درصد وزنی نگه داشته شود در این محدوده پاستاهای خشک و خام (نپخته) محصول انهایی دلخواه می‌باشند. در چنین محدوده‌ای (از درصد ژلاتینه شدن نشاسته) محصول انتهایی دلخواه می‌باشند. در چنین محدوده‌ای (از درصد ژلاتینه شدن نشاسته) دناتوراسیون پروتئین هم در سطح پائینی قرار دارد.
ترجیحاً دناتوراسیون پروتئین در طی اکستروژن تا حد امکان در سطح پائینی نگه داشته می‌شود. دمای اپتیم بسته به میزان رطوبت درون پاستای غذایی متفاوت است، میزان رطوبت کم درون پاستای غذایی (در صورتیکه رطوبت درون پاستای غذائی کم باشد) در کل این امکان به وجود می‌اید که دما تا سطح بالاتری افزایش یابد بدون اینکه دناتوراسیون پروتئین در سطح قابل توجهی رخ دهد. دمایی به بزرگی ۱۹۰ درجه فارنهایت (۸۸ درجه c۰) در صورتیکه میزان رطوبت درون پاستا در حدود ۸/۲۰ درصد وزنی باشد، تأثیر محدودی روی دناتوراسیون پروتئین و ژلاتینه شدن نشاسته در طی اکستروژن دارد. اگر پروتئین قبل از پخت نهایی (پخت قبل از خوردن) پاستای غذایی دناتوره شود اغلب در حین پخت این موشوع منتهی می‌شود به یک ماتریکس پروتئین ضعیف و یک پاستای بی‌ثبات نرم و مرطوب. در صورتیکه پروتئین پاستا به صورت ناقص دناتوره شده باشد این حالت در حین پخت در آب جوش به صورت افت در محصول (کاهش میزان محصول پخته شده) که به علت آزاد شدن نشاسته می‌باشد، نمود پیدا می کند (خودش را نشان می‌دهد).
در فرآورده‌های پاستای تولید شده توسط تکنیک‌های اکستروژن مرسوم پس از پخت نهایی محصول در آب جوش به طور میانگین افت محصول در حد زیر ۱۰ درصد وزنی کل محصول پاستا می باشد. بهتر است (فرآیند به خوبی صورت گیرد) که این افت در همین حد (۱۰ درصد وزنی) و یا زیر این حد (۱۰ درصد وزنی) باشد.
اگرچه که دمای پاستای غذایی باید به اندازه کافی پائین باشد تا پاستا نپخته باقی بماند، اما این دما باید به اندازه کافی بالا باشد تا دما در حین مخلوط کردن ۱۳۰۰ درجه فارنهایت (C۰ ۵۴) یا بالاتر باشد. هرچقدر نسبت پاستای غذایی که درون اکسترودر به دمای
۱۳۰۰ فارنهایت یا بالاتر می رسد بیشتر باشد، فرایند کردن آسانتر می‌شود. ممکن است نگه داشتن دمای پاستای غذائی در ۱۳۰۰ فارنهایت (c۰ ۵۴) یا بالاتر در سرتاسر اکسترودر مورد درخواست باشد که به وسیله پیش حرارت دادن ترکیب مواد اولیه ورودی به اکسترودر تا ۱۳۰۰ فارنهایت یا بالاتر، این هدف مهیا می شود.
با این وجود حرارت دادن پاستا تا دمای c۰۱۳۰  (c۰ ۵۴) یا بالاتر درون (خود) اکسترودر روش مرسوم‌تری است. بهتر است که قسمت قابل توجهی از پاستای غذایی، به عبارت دقیق‌تر ۵۰ درصد وزنی یا بیشتر از کل محتوی اکسترودر در دمای ۱۳۰۰ درجه (c۰۵۴) یا بالاتر نگه داشته شود. بسیار بهتر است که، قسمتی از پاستای خوراکی که در کنار قالب اکسترودر قرار دارد در دمای F130۰ (c۰ ۵۴) یا بالاتر نگه داشته شود. به طور معمول اکسترودر در طی عمل اکستروژن توسط پاستای غذایی پر می شود و قسمتی از پاستای غذایی که دمای آن F130۰ (c۰ ۵۴) یا بالاتر باشد به طور کلی در ارتباط با آن قسمت از محفظه اکسترودر است که دمای آن  F130۰ (c۰ ۵۴)  یا بالاتر می‌باشد.
دمای پاستا درون اکسترودر ممکن است متفاوت باشد (قسمتی از آن با قسمت دیگر) که علت این وضعیت گرمایی است که در اثر اصطکاک در نقاط متفاوت اکتسرودر به اندازه‌های متفاوت تولید می شود. دمای پاستا در اثر گذر از مناطق متفاوت سرد کننده یا گرم کننده درون محفظه اکسترودر، می‌تواند تغییر کند. این ممکن است در جائیکه مخلوط کردن در نواحی مجزای درون اکسترودر شدت می‌گیرد و یا اجزاء اولیه سازنده پاستا در حال اضافه شدن و حرکت در امتداد قیف تغذیه کننده اکسترودر هستند، مطلوب باشد. اما با این حال بالاترین دمایی که پاستای غذایی متحمل آن می شود باید F130۰ (c۰ ۵۴) یا بالاتر باشد و باید این دما به اندازه کافی پایین باشد تا پاستا به صورت خام (نپخته) باقی بماند و از پختن آن جلوگیری شود ترجیحاً بهتر است این دما زیر F190۰ (c۰ ۸۸) باشد. فرآیند موردنظر ممکن است به صورت مداوم، نیم مداوم و یا به صورت پیچ انجام گیرد.
بهترین حالت برای پاستای غذایی به کارگیری دمای F۰۱۳۰ یا بالاتر می باشد، این دما به اندازه کافی بالا می‌باشد که (بتواند) فشار درونی روی قالب اکسترودر را در حد کمتر از ۲۵۰ درصد مقدار متحمل شده (توسط پاستا) در شرایط استاندارد نگه دارد. شرایط استاندارد آنچنان که در اینجا به کار گرفته شده اشاره دارد به شرایطی که در آن دمای محفظه اکسترودر F120۰ (c۰ ۴۹) می باشد. و میزان رطوبت پاستایغذایی برابر ۳۰ درصد وزنی است. در چنین شرایطی در اکسترودرهای تجاری معمولی، فشار تولید شده، در کل زیر ۲۰۰۰ Psig می‌باشد. (البته) این مقادیر فشار با توجه به تجهیزات به کار رفته تغییر می‌کنند.
فرآیند این اختراع قادر به نگه داشتن فشار داخلی روی قالب اکسترودر در سطحی زیر حد ۱۵۰ درصد در شرایط استاندارد برای پاستاهایی با رطوبت حدود ۲۴ ـ ۲۳ درصد وزنی وجود دارد، می‌باشد. در مقادیر رطوبت کمتر، به عبارت بهتر رطوبت ۲۱ ـ ۲۰ درصد، فشاری در حد زیر ۱۶۰ درصد آن چیزی که در شرایط استاندارد وجود دارد، در جائیکه (یا در صورتیکه) امولسینایر اصلاح کننده‌های جریان اضافه شوند، بدست می‌آید. در انجام (فرآیندهای) این اختراع درون تجهیزات تجاری، بهتر است فشار درونی روی قالب اکسترودر زیر حد ۲۵۰۰ Psig نگه داشته شود. از نظر انرژی و عمر تجهیزات رسیدن به پائین‌ترین فشار ممکن ترجیح دارد (بهتر است)و اندازه یگری دمای پاستا به صورت مستقیم و بدون واسطه مشکل می باشد زیرا پاستا درون اکسترودر در حال جریان است. دمای محفظه اکسترودر، در اسکترودرهای معمولی که مارپیچ درونی آنها با سرعت معمول می‌چرخد، با تقویت قابل قبول مشابه دمای پاستای درون اکسترودر است. در هنگام اندازه‌گیری دمای محفظه (اکسترودر) ممکن است یک پیرومتر به سطح محفظه اکسترودر وصل شود تا مقدار دمای سطح اکسترودر را مشخص کند یا اینکه توسط یک ترمومتر می‌توان با اندازه‌گیری دمای آب (یا هر مایع خنک کننده دیگر) درون ژاکت‌های آبی احاطه کننده اکسترودر ( محفظه اکسترودر) می‌توان این دماها را بدست آورد. روشهای دیگر اندازه‌گیری دمای محفظه اکسترودر هم مناسب هستند.
به انتظار می‌رود که شرایط سنگین اکستروژنی مانند سرعت خیلی زیاد مارپیچ درون اکسترودر، یا تجهیزات غیرمعمول اکستروژن، اجازه ندهد که به صورت مناسب بتوان با استفاده از اندازه‌گیری دمای محفظه اکسترودر به دمای پاستای درون آن پی برد (به عبارتی دمای محفظه اکسترودر احتمالاَ در شرایط سنگین اکستروژن نمی تواند به خوبی دمای پاستای درون اکسترودر را منعکس کند). در چنین شرایطی دمای ماده اکسترودر شده خروجی از قالب را اندازه‌گیری و بهعنوان مقدار تقریبی قابل قبول برای دمای پاستای درون اکسترودر به کار می‌برند این کار عملی می‌باشد مگر اینکه در قالب‌های اکسترودر انتقال حرارتی قابل توجهی رخ دهد که د این شرایط نمی‌توان از این روش استفاده کرد.
ممکن است دمای ماده اکسترودر شده را به منظور مقایسه با دمای محفظه اکسترودر اندازه گیری کنند، این کار دقت دماهای محفظه که به عنوان تقریب قابل قبول برای پاستا در طی اکستروژن به کار گرفته می‌شود، را تأیید می‌کند.
جائیکه دمای محفظه (اکسترودر) یا دمای مواد اکسترود شده (و خارج شده از قالب) به ترتیب F۰ ۱۳۰ یا بالاتر می‌باشد (c۰ ۵۴ = F۰ ۱۳۰) در چنین مواردیمهم نیست که آیا دمای محفظه یا دمای ماده اکسترود شده (خارج شده از قالب اکسترودر)معادل تقریبی مناسبی برای دمای پاستا در طی اکستروژن می باشد (یا خیر)، زیرا فرایند در دامنه (حیطه این اختراع می‌باشد که در آن پاستاهای با رطوبت کم مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در جائیکه دمای محفظه و دمای ماده اکسترود شده کمتر از F130۰ (c۰ ۵۴) باشد، ممکن است یک پیرومتر داخلی در تجهیزات فرآیند در یک مکان مناسب، مثلاً بین محفظه اکسترودر و قالب اکسترودر نصب شود تا بدین وسیله تعیین شود که آیا پاستا به دمای F130۰ (c۰ ۵۴) یا بالاتر می‌‌رسد ( یا نه)
در صورتیکه نصب پیرومتر در تجهیزات به کار رفته با مشکل روبرو باشد، به طور جایگزین ممکن است یک مدل از چنین تجهیزاتی که در آن پیرومتر از داخل در یک نقطه یا نقاط (متعدد) در طی مسیر محفظه اکسترودر نصب شده است، به کار گرفته شود تا تعیین کند که ایا پاستای درون اکسترودر به دمای F130۰ (c۰ ۵۴) یا بالاتر رسیده است (یا خیر). وسایل دیگر که به منظور تعیین دمای پاستا درون اکسترودر به کار گرفته می شوند نیز مناسب هستند. توجه به این نکته مهم است که در فرآیند این اختراع رسیدن به مقادیر دمایی برای پاستای دیدن اکسترودر یک مرحله ضروری به حساب نمی اید.
همانطور که در بالا نشان داده شد، بهتر است ژلاتینه شدن نشاسته در سطح زیر ۱۰ درصد وزنی کل نشاسته موجود در پاستا نگه داشته شود و بهتر است که پس از پختن افت محصول در حد کمتر از ۱۰ درصد وزنی کل فرآورده نگه داشته شود. متخصصین فن (هنر) این توانایی را خواهند داشت تا تعادلی مناسب را مابین میزان رطوبت پاستای غذایی (فرآورده خمیری غذائی) و دمای عمل برقرار کنند تا به این نتایج برسند (نتایج ذکر شده در بالا). دو مقدار عددی ذکرشده در مثال های بالا (زیر ۱۰ درصد) به عنوان راهنمایی مطرح شده‌اند. ممکن است مقادیر متفاوت ژلاتینیزاسیون و دناتوراسیون برای مخلوط‌های متفاوت پاستای غذایی و برای انواع متفاوت تجهیزات به کار رفته، اتفاق بیفتد (یا حاصل شود).
جائیکه تجهیزات مرسوم بکار گرفته می‌شوند بهتر است دماهای محفظه (اکسترودر) در دامنه F۰ ۱۳۰ الی F۰ ۱۹۰ (C۰ ۸۸ ـ C۰ ۵۴) باشد. (در صورتیکه) دمای محفظه خیلی بالاتذ از F۰ ۱۹۰ باشد (F۰ ۸۸ ـ C۰ ۱۹۰) ممکن است باعث ژلاتینه شدن و دناتوریزه شدن قابل توجهی بشود مگر اینکه از روشهای دیگر به منظور آسان نمودن (کمتر کردن) فشار داخلی استفاده شود مثلاً استفاده از اصلاح کننده‌های جریان. مثال‌های مناسب (ترجیح داده شده) ترکیب‌های دمای محفظه و سطح رطوبت پاستا در زیر آمده است:
درصد وزنی آب
 %۷/۲۳ ـ ۲۳    برای     (C۰ ۷۱ ـ C۰ ۶۶) F۰ ۱۶۰ ـ F۰ ۱۵۰
درصد وزنی آب
۵/۲۱ ـ ۵/۲۰   برای      (C۰ ۷۹ ـ C۰ ۷۷) F۰ ۱۷۵ ـ F۰ ۱۷۰
دمای تولید شده توسط اصطکاک در درون اکسترودر اغلب بیش از مقدار دمای مورد نیاز برای تأمین دماهای ضروری برای عملیات است. (اگر این حالت رخ ندهد) به نحو دیگری و  به جای آن ممکن است محفظه اکسترودر توسط ژاکت‌های آبی خارجی و یا گرم کننده‌های مقاومت الکتریکی، گرم شود.
یک اقدام دیگر برای ساده کردن فشار درون اکسترودر این است که قسمت انتهایی اکسترودر که قالب در آنجا قرار دارد را گرم کرد و دمای آن راتقریباً دمای محفظه اکسترودر و پاستای درون آن رساند. این کار را می‌توان توسط یک المنت گرم کننده معمولی از نوع مقاومت الکتریکی، انجام داد. این المنت نزدیک به انتهای اکسترودر که قالب در آنجا قرار دارد نصب می شود. جائیکه سر قالب حرارت داده می‌شود. فشارهایقالب ممکن است در حدود ۱۲۰ درصد فشار، در شرایط استاندارد دمای محفظه F120۰ (c۰ ۴۹) و میزان رطوبت پاستا ۳۰ درصد وزن، باشد. در حین انجام فرآیند این اختراع، پاستای غذائی ترجیحاً خشک می شود تا فرآورده پاستای تجاری تهیه شود روش این خشک کردن ممنوع است به طور قابل توجهی گوناگون باشد. یا ممکن است یک روش  ماده خشک کردن با هوا باشد که در آن پاستا در دمای اتاق قرار می‌گیرد (یعنی خشک کردن توسط حرارت انجام نمی‌گیرد).به هر حال هر نوع روش خشک کردنی که استفاده شود. زمان کامل شدن این فرایند وقتی که اختراع حاضر به کار گرفته می‌شود، کاهش پیدا خواهد کرد. علت این است که در فرآورده اکسترود شده میزان رطوبت به طور قابل توجهی کاهش پیدا کرده، زمان خشک کردن بین ۸۰ ـ ۵۰ درصد قابل کاهش است، یا می‌توان گفت که در مقایسه با زمان ۲۰ ـ ۱۶ ساعتی که برای خشک کردن پاستاهای با رطوبت بالا طول می کشد (در این اختراع برای پاستاهایی که رطوبت کمتری دارند) تنها ۸ ساعت زمان برای خشک کردن مورد نیاز است. امکان استفاده از تجهیزات خشک کن معمولی به عبارت دقیق تر سیستم‌های پیچ یا مداوم، مانند خشک کن‌های سینی یا غلطکی، وجود دارد، فرآورده  خشک شده که از این طریق به دست می‌آید پس از گذشت ۸ ساعت (که در خشک کن خشک می شود) در کل باید رطوبت آن زیر ۱۳ درصد وزنی باشد. تجسم از این اختراع شامل محصولات پاستای ساخته شده توسط فرآیندهای توصیف شده در بالاست.
ثابت شده است که این فرآورده‌های پاستایی (که با فرآیند این اختراع تولید شوند) بتاکاروتن و کارتنوئیدهای دیگرشان مانند  آلفا کاروتن، گاما کاروتن، که از ابتدا درون آردهای گلوتنی بالاخص آرد سمولینا حضور دارند را حفظ می کنند. این رنگدانه‌ها رنگ زرد طبیعی آرد را تأمین می کنند. همچنین همانطور که در شکل‌های ۳ ـ ۱ نشان داده شده است فرآورده‌های پاستایی خشک شده که دارای گوناگونی (مثلاً رنگ‌های مختلف) هستند هم مشمول این اختراع می‌شوند. این ظاهر‌های (سیماهای، یا شکل‌های) گوناگون در حین پختن فرآورده پاستا ناپدید می شوند تا بدین وسیله تا حد زیادی رنگ فرآورده یکنواخت شود. پاستای خشک شده بدست آمده توسط عمل به تجسم‌های فرآیندهای ذکر شده در اینجا، (پاستایی خشک شده‌ای که توسط فرآیند این اختراع تولید می‌شود)، رنگ‌های تیره و روشنی را از خودش به نمایش می گذارد البته قسمت اعظم آنها دارای رنگ روشن هستند. به طور تقریبی حداقل ۲۵ درصد از سطح پاستا از خودش رنگهای روشن را به نمایش می گذارد. حداقل ۵ درصد سطح پاستا از خود رنگ تیره به نمایش می‌گذارد. خطهای رنگ یا رگه های رنگی مسیر بین اکستروژن پاستا تا قالب اکسترودر را طی می‌کنند. این پاستاهای جورواجور (رنگارنگ) معمولا دارای رنگ طبیعی آرد گلوتنی، مانند آرد سمولینا هستند. اما ممکن است بوسیله رنگهای طبیعی یا مصنوعی (هم) رنگ شوند. پاستاهای رنگارنگ را می توان به آسانی توسط یک اکسترودر که مارپیچ آن دگرگونی و تفاوت وجود دارد بدست آورده مهم است که به این مطلب توجه شود که (۱) فرایندهای این اختراع شامل تولید پاستاهایی می‌شود که رنگ آمیزی یکنواخت هستند، و (۲) محصولات پاستایی خشک شده این اختراع با رنگ طبیعی بالا (تبا کاروتن، کاموتنوئیدهای دیگر) محدود به پاستاهای رنگارنگ نمی‌شوند.