أسس الصناعات الغذائية - جامعة الوادي الجديد - 2021
Document Details
جامعة الوادي الجديد – كلية الزراعة
2021
حسين قرويز
Tags
Summary
هذا ملخص لمقرر أسس الصناعات الغذائية لعام 2021 في جامعة الوادي الجديد، يغطي المعلومات الأساسية، والأهداف، والمحتويات، والجدول الزمني للتقييم. المقرر يهدف لتدريب الطالب تجهيزهم لتطبيق مبادئ حفظ الأغذية والمهارات العملية في التصنيع الغذائي.
Full Transcript
جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 محاضرات فى علوم وتكنولوجيا االغذية مقرر ع ت أ 1031 اسس الصناعات الغذائية اعداد دكتور ...
جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 محاضرات فى علوم وتكنولوجيا االغذية مقرر ع ت أ 1031 اسس الصناعات الغذائية اعداد دكتور /حسين فرويز محمد استاذ علوم وتكنولوجيا االغذية صفحة 1من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 رسالة الكلية: رسالة كلية الزراعة ،كجزء من رسالة الجامعة ،تعمل علي توفير نوعية عالية الجودة من التعليييو والتييدريب العييداد كييوادر وييياؤهين مييتطلين لمتقليييال سييوو العمييل ،وتقييوير قييا الزراعة االنتاجي واليؤهي وؤل المشاكل المتعلقة يه فيي ويوء التقيور العلميي يميا يسيم يتؤقييييو التواويييل والتنميييية المسيييتدامة وودمييية الييمييية وتنميييية المجتمييي مؤلييييا وا ليمييييا يالتعيياون م ي قاعييال المجتم ي الموتل يية م ي تينييي فكيير التقييوير المسييتمر وتنمييية القيييو االيجايية كأسلوب لالداء يالكلية. رتية الكلية: تسعي كليية الزراعية جامعية اليواد الجدييد الي الوويول لليي التمييز واالعتمياد فيي مجيال التعليييو الزراعييي واليؤييم العلمييي علييي المسييتو القييومي واال ليمييي والييدولي ميين وييالل االلتييزاو يمقومييال الجييودة والتقييوير فييي ا سيياميا العلمييية ووؤييداتيا االنتاجييية والتدرييييية والتعيياون الينيياء م ي المجتم ي المؤلييي والمتسسييال والمعاطييد العلمييية المنييا رة العريييية واالجنيييية فييي قييار هقييافي واجتميياعي و يمييي للووييول للييي التنمييية المسييتدامة للمييوارد اليشرية والقييعة". وتلتزو الكلية يتقديو نوعية تعليمية وتدرييية متميزة للقالب لتؤسن من دراتيو وك اءتيو ف المساطمة ف تقوير المجتم لتعزيز التالؤو يين الكلية والمجتم الذ يعد ساسيا ً في رسالة الكلية.وتقيوو الكليية يتويريت متووويين علي مسيتو اليكيالوريوا في مجياالل اإلنتاج الزراع الموتل ة لتمكنيو من المساطمة ف تقوير وزيادة اإلنتاج الزراعي وتقيدو يوا ً يرامت دراسال عليا لمن الديلومال والماجسيتير واليدكتوراف في ن يا التووويال. طذا لل جانب ن الكليية تييتو يياجراء اليؤيوم والدراسيال المعمليية والؤقليية التي تسياطو ف ؤل مشاكل اإلنتاج الزراع و ودمة المجتم و الييمة و يو ة واوة ف وعيد مور. صفحة 2من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 اسم المقرر اسس الصناعات الغذائية الرمز والكود ع ت أ1031 أوالً :المعلومات األساسية Basic Information المرحلة تمهيدى الفرقة/المستوى اول او ثانى الفصل الدراسى /االول الساعات المعتمدة للنظرى 2للعملى 1مجموع 0 القسم/األقسام ،المسؤلة عن البرنامج علوم وتكنولوجيا األغذية القسم/األقسام ،المسؤلة عن تدريس المقرر علوم وتكنولوجيا األغذية ثانياً :المعلومات المهنية Professional Information 1األهداف العامة للمقرر Overall Aims of Course - 1 1معرفة فساد األغذية 2 1معرفة اساسيات حفظ األغذية 0 1معرفة طرق الحفظ األغذية باستخدام درجات الحرارة المنخفضة 4 1معرفة طرق الحفظ األغذية باستخدام درجات الحرارة المرتفعة 5 1معرفة طرق حفظ األغذية باستخدام المواد الحافظة و التخمرات الصناعية 6 1معرفة طرق تجفيف االغذية صفحة 3من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 محتويات المقرر أوال :الدروس النظرية فساد األغذية اساسيات حفظ األغذية طرق الحفظ األغذية باستخدام درجات الحرارة المنخفضة طرق الحفظ األغذية باستخدام التبريد طرق الحفظ األغذية باستخدام التجميد طرق الحفظ األغذية باستخدام درجات الحرارة المرتفعة طرق الحفظ األغذية باستخدام التعليب طرق الحفظ األغذية بالتجفيف طرق الحفظ األغذية بالتجفيف الطبيعى طرق الحفظ األغذية بالتجفيف الصناعى طرق الحفظ األغذية باستخدام المواد الحافظة طرق الحفظ األغذية باستخدام التخمرات الصناعية طرق الحفظ األغذية باستخدام المضادات الحيوية صفحة 4من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 الجدول الزمنى للتقييم ودرجات التقييم Time Schedule and Weighting of Assessment الدرجة اسبوع اجراء االسلوب او الطريقة م التقييم %5 اسبوعيا الحضور 1 %5 اسبوعيا المشاركة وعمل التقارير 2 %5 السابع او الثامن امتحان منتصف الفصل 0 الدراسى 1 %5 التاسع او العاشر امتحان منتصف الفصل 4 الدراسى 2 % 13 الرابع عشر او االمتحان الشفهى 5 الخامس عشر %13 الخامس عشر االمتحان العملى 6 % 63 السادس عشر االمتحان النظرى 7 % 133 اجمالى الدرجة 8 صفحة 5من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 المحاضرة االولى اسس الصناعات غذائية تعتبر الصناعات الغذائية وسيلة أساسية لتحويل المواد الخام إلي منتجات ذات قيمة مضافة ، مع إيجاد دخل وإتاحة فرص عمل ومساهمة في التنمية االقتصادية ككل .وهي تستخدم تكنولوجيا تتراوح بين البساطة الشديدة الى األكثر تعقيدا .ولكن التنمية المستهدفة للصناعات الغذائية تعتمد علي توفر الكميات المناسبة من المواد الزراعية ذات الجودة العالية .ولكن لتلبية هذا الشرط وعدم مالئمة أنظمة التسويق ،ونقص الموظفين المتدربين ،وعدم وجود مصادر للتمويل يشكل عقبة أمام إقامة صناعات غذائية قابلة للنمو ولذلك كانت هناك حاجة إلي وجود كوادر فنية متدربة في هذا المجال ،ومن هنا كان من الواجب تطوير هذا المقرر لكي يتماشي مع احتياجات السوق من الكوادر الفنية المتدربة .ويهدف تدريس هذا المقرر إعداد الطالب من الناحية الفنية والعملية وذلك بإكسابه المهارات والتدريبات العملية الالزمة لتصنيع المنتجات الغذائية المختلفة ومعرفة التفسيرات العلمية للتغيرات التي تطرأ علي المواد الغذائية أثناء تصنيعها وطرق الحفظ المناسبة لها ليتمكن الطالب من القيام بتنفيذ مشروعات صغيرة بمعرفته للمقومات الالزمة لهذه المشروعات .أيضا التعرف علي كيفية حفظ وتخزين هذه المنتجات والشروط الواجب توافرها لحفظها وكذلك كيفية عمل سجالت لإلنتاج والتخزين. االهمية االقتصادية لتصنيع وحفظ االغذية : ال تقف أهميه وحفظ وتصنيع المواد الغذائية عند حفظها من التلف والفساد مع استهاللها على مدار أشهر لسنه ومع توزيعها على نطاق عالمي بل حقق حفظ األغذية بالطرق الصناعية وأهدافا عديدة منها : صفحة 6من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 .1بالحفظ يمكن أن تؤكل ثمار الفاكهة الواحدة في عدة صور ( طازجة _عصير_شراب _ جيلي ) .2بالحفظ يمكن تحويل بقايا المزارع والحدائق إلى مواد نافعة صناعة السكر من قصب السكر ويخرج عسل اسود (موالس و يصنع الكحول والخل ) .0تجمع بعض الثمار قبل تمام النضج وتصنع و أشهر مثال لها ( الزيتون األخضر فيجمع قبل أن ينضج حتى ال يسود على الشجر ويصاب بديدان ذبابه الفاكهة . ولذلك فالصناعات الغذائية هي العلم الذي يبحث في تصنيع الخامات النباتية والحيوانية الزائدة عن االستهالك الطازج وتحويلها إلى صوره أخرى من المنتجات لحفظها من الفساد أطوال مده ممكنه واستهالكها في مواسم غير موسمها أو استهالكها في أماكن غير أماكن إنتاجها .حتى تبقى صالحه لالستعمال من الوجهة الصحية والحيوية . وعرفت الصناعات الغذائية طرقه الحفظ منذ قديم العصور في الحضارات السابقة الرومانية والفرعونية واثبت النقوش والرسومات ذلك مع ذلك بدأت الصناعة (حفظ األغذية ) تنتشر في اآلونة األخيرة بخطوات سريعة وذلك لألسباب اآلتية : .1زياد دخل األفراد مع وجود وعي غذائي .2عمل المرأة حتى يوفر لها الوقت الالزم إلعداد الطعام حيث تلجا ألغذيه المحفوظة .0تخطيط الدولة للنهوض باإلنتاج وزيادته .4إعطاء وإيجاد فرصه عمل للكوادر الشابة الصناعات عموما ً تنقسم إلى قسمين : صفحة 7من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 -1صناعات زراعية تعتمد على استخدام الخامات الناتجة من الزراعة وسوف نناقش هذه الصناعات بالتفصيل . -2وصناعات غير زراعية تعتمد على استخدام الخامات غيرالناتجة من الزراعة مثل صناعات االسمنت والحديد والصلب . والصناعات الزراعية تكون: )1صناعات غير غذائية: مثل صناعة الصابون وكبس القطن وصناعة الغزل والنسيج وتعطين الكتان وعمل األقفاص من الجريد والنخيل.وال يدخل هذا القسم في دراستنا ،حيث أن دراستنا مقتصرة على القسم الثاني من الصناعات الزراعية وهو: )2صناعات غذائية: وهي التي تهدف إلى إنتاج منتجات غذائية من اإلنتاج الزراعي ومن أمثلتها: صناعة السكر والعصير والمربى وطحين الحبوب وضرب األرز وتجفيف الخضر كالباميا والملوخيا وتجفيف الفواكه مثل صناعة الزبيب والبلح الجاف ،وصناعة وحفظ اللحوم بالتجميد والتبريد وصناعة حفظ الخضر والفواكه في العلب الصفيح تعريف علم الصناعات الغذائية :هو ذلك العلم الذي يبحث في المعامالت التي تجري على الخامات الزراعية لغرض حفظها من الفساد (مثل صناعة التعليب) أو الستخالص مواد جديدة( :مثل صناعة السكر وصناعة الخل وصناعة الزيوت) أو لتغييرها من صورة إلى صورة صالحة لالستهالك (مثل صناعة طحن الحبوب وضرب األرز وعمل الخبز) أو لتغيير شكلها (مثل صناعة عصير الفواكه) مع المحافظة على أكبر قدر من الصفات الحيوية والقيمة الغذائية والصالحية لالستهالك كغذاء بــــ صفحة 8من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 أعلى جودة ممكنه وباقل تكاليف ممكنه واقل وقت ممكن .الصناعات الغذائية علم تطبيقي (:هل هو علم اكاديمى ام تطبيقى ولماذا ) وعلم الصناعات الغذائية علم تطبيقي ،وهو مثل العلوم التطبيقية عموما ً له عالقة بعلوم كثيرة مثل علوم المحاصيل والبساتين واإلنتاج الحيواني والميكروبيولوجي وهندسة اآلالت الهندسية الكهربائية والضوء والحرارة والنبات والكيمياء بفروعها (معدنية ـ حيوية ـ عضوية ـ تحليلية) والحشرات. مجاالت العمل للمتخصصين فى الصناعات الغذائية : يمكن ايجازها فى التالى: -1العمل كباحثين ومساعدى باحثين فى مركز البحوث الزراعية المختلفة ومعاهد اكاديمية البحث العلمى . -2العمل فى معامل ومختبرات المواصفات القياسية لالغذية بوزارة الصناعة . -0العمل فى المستشفيات الحكومية والخاصة . -4العمل كمهندسن تصنيع فى المصانع الغذائية المختلفة . -5العمل فى معامل ومختبرات تحليل االغذية الحكومية والخاصة . -6العمل كمفتشين تموين بوزارة التموين . -7العمل كمهندسين فى وزارة الزراعة . -8العمل كمدرسين فى وزارة التربية والتعليم . عند دراسة صناعة حفظ البرتقال في العلب الصفيح البد للدارس أن يتوفر لديه قدر من المعلومات عن : -1األصناف التي يتوفر فيها العصير بكمية وافرة، صفحة 9من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 -2ودرجة النضج المناسب لهذه الصناعة -0واآلالت المناسبة الستخراج العصير، -4وتأثير األحياء الدقيقة على العصير وطرق التغلب عليها -5والعبوات الصفيح المناسبة والتفاعالت التي تحدث بين العصير ومعدن الصلب، -6واالنتقال الحراري أثناء عملية التعقيم بالحرارة، -7والتغيرات التي قد تحدث للعلبة الصفيح أثناء التخزين بعد الصناعة من صدأ أو انتفاخ أو تثقب أو رشح -8وتتطرق الدراسة بعد ذلك إلى تسويق اإلنتاج وإقتصاديات هذه الصناعة والشئون الصحية في مصانع مثل هذا اإلنتاج -9وكيفية الحكم على جودته بالتحليل الكيماوي والبكتريولوجي … الخ. تتكون الصناعات الغذائية فى مصر من قطاعات فرعية رئيسية هى : -صناعات الحبوب ومنتجاتها. -صناعة السكر ومنتجات الحلوى . -صناعات االلبان ومنتجاتها . -صناعات حفظ الخضر والفاكهة والعصائر . -صناعات تعبأة المياه والمياه الغازية والمشروبات . -صناعات اللحوم والدواجن واالسماك ومنتجاتها . ويمكن تقسيم الصناعات الغذائية إلى قسمين : -1صناعة حفظ األغذية Food Preservation صفحة 11من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 وتشمل جميع عمليات التصنيع التي تهدف إلى إطالة مدة حفظ األغذية بدون تلف أو فساد. -2تصنيع األغذية Food Processing وتشمل جميع عمليات التصنيع التي تهدف الى إحداث تغير في طبيعة تكوين وتركيب المادة الزراعية الخام لتصبح أكثر قابلية لالستهالك أو أكثر استساغة كمادة غذائية أو الحصول على منتج نهائى آخر التغيرات الكيماوية للغذاء أثناء التصنيع والتخزين وطرق التغلب عليها: أنواع التغيرات الكيمائية التي يمكن أن تحدث للغذاء : يمكن حصر أنواع التغيرات الكيمائية التي تؤدي إلى تدهور جودة الغذاء وفساده في التفاعالت التالية : -تفاعالت مؤكسدة . -تفاعالت كيمائية تحليلية -تفاعالت انزيمية واال انزيمية . أ :التلف الناتج عن التفاعالت التحليلية : تؤدى التفاعالت التحليلية الى كسر الروابط الجليوكوسيدية واالمينية وروابط االستر فى مكونات األغذية العالية الرطوبة وتؤدى هذه التفاعالت الى تكسير المكونات المعقدة مثل الكربوهيدرات والبروتينات والدهون الى وحدات صغيرة من الدكسترينات والسكريات الثنائية واالحادية ( للكربوهيدرات ) والببتيدات واالحماض االمينية ( للبروتينات ) واالحماض الدهنية والجلسرين ( للدهون). أ : 1-التكسير التحليلى للمواد الكربوهيدراتية : يتحول السكروز فى الوسط الحامضى أو بفعل انزيم االنفرتيز إلى كل من الجلوكوز والفركتوز . كما يؤدى النشاط التحللى النزيمات البكتينيز الى ضعف قوام صلصة الطماطم والمربات والمركزات الغذائية . صفحة 11من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 أ :2-التكسير التحللى للدهون : يؤدى تحلل الدهون ( الليبيدات ) الى زيادة كمية االحماض الدهنية الحرة وارتفاع درجة حموضة الغذاء وتغير طعمه ( تزنخ ) Rancidityويساعد وجود كل من انزيم الليبيز وانزيم الفوسفوليييز على تنشيط تحلل الدهون أ :0-التكسير التحللي للبروتينات : تعتبر التغيرات اإلنزيمية التي تحدث للبروتينات أثناء التخزين والتصنيع من التغيرات الهامة لألغذية وقد تكون هذه التغيرات نافعة أو ضارة ومن التغيرات النافعة تكسير البروتينات بإنزيم البروتينيز في بعض المشروبات للحصول على مشروبات رائقة ومنع التعكير كما أن تكسير البروتينات إلى مكوناتها األساسية من األحماض األمينية والبيتيدات يساعد على تكوين مواد الطعم والنكهة المميزة لكل من الشاي والكاكاو.ومن التفاعالت النافعة أيضا ً تحلل البروتينات المعقدة في عضالت اللحوم بغرض تطريتها أو في الجبن لتسويته وتكوين مركبات الطعم المرغوبة . أما التفاعالت الضارة فتشمل تحلل البروتينات في العجائن الغذائية والتي يجب منعها حتى ال تتأثر شبكة البروتين وقوام العجينة . ب :التغيرات األوكسيدية للدهون وبعض المكونات األخرى للغذاء: ب : 1 -التغيرات األوكسيدية للدهون : نظراً الحتواء الدهون على أحماض دهنية غير مشبعة ( أي تحتوي على روابط ثنائية وثالثية ) فإنه من السهل تعرضها لألكسدة بواسطة األكسجين الجوي .وال دخل لإلنزيمات في هذا النوع من التفاعل للدهون لذلك يسمى باسم " األكسدة الذاتية . " Autooxidation ويمر تفاعل األكسدة بثالث مراحل هي :مرحلة بدء التفاعل ومرحلة انتشار التفاعل ومرحلة انتهاء التفاعل . -1مرحلة بدء التفاعل Initiation : صفحة 12من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 فالدهون المعرضة للطاقة الضوئية أو األشعة الذرية تتجمع فيها طاقة تكفي إلنفصال بروتون *( ) Hمن السلسلة الهيدروكربونية للحمض الدهني الغير مشبع مسببة تكون أصول حرة Free radicalsكما يلي : ( RHمادة عضوية ) → طاقة تنشيط (R * + )H حيث تدل النقطة على سلسلة الكربون ( ) Rأنها فعالة ( أصول حرة ) . -2مرحلة انتشار التفاعل Propagation : األصول الحرة المتكونة سابقا ً يمكن أن تتحد مع األكسجين مكونة بيروكسيدات، وهذه تتحد بدورها مع الهيدروجين لتكون هيدروبيركسيدات كما يلي : R* + O2 → ) RO2 ( Peroxide RO2 + RH → R + ROOH وهناك فترة من الوقت تمر بعد بدء التفاعل وقبل أن تصبح الكميات المتفاعلة من األكسجين عالية لكي تتجمع كميات محسوسة من مواد الرائحة غير المرغوبة وتسمى هذه الفترة بمدة التحضين Induction Period -0مرحلة انتهاء التفاعل Termination : ال يقصد بانتهاء التفاعل توقف سلسلة التفاعل وإنما بعض الجزئيات تكون نواتج غير نشطة وال تعمل على تنشيط غيرها وال تساهم في بدء التفاعل. ب : 2-تفاعالت األكسدة األخرى في الغذائي : إنزيم الليبوأوكسجينز :يساعد هذا اإلنزيم على األكسدة اإلنزيمية لألحماض الدهنية الغير مشبعة وأهمها أحماض اللينوليك واللينولينك واألركيدنيك. إنزيمات البولي فينول أوكسيديز والكتاليز :تعمل على أكسدة كثير من المواد الفينولية في الغذاء وتؤدي إلى حدوث تغير في اللون Enzymic discolorationأثناء التصنيع مثل التغير في لون التفاح والكمثرى والموز والخوخ والبطاطس والباذنجان ...إلخ. صفحة 13من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 إنزيم البيروكسيديز :يساعد هذا اإلنزيم على نقل األكسجين واستخدامه في أكسدة مواد فينولية عديدة متواجدة بالغذاء مثل الكاتكين والثيروزين كما ينقله إلى حمض األسكوربيك وتؤدي في النهاية إلى تكوين نواتج ذات روائح غير مقبولة تقلل من القيمة الغذائية والحسية للغذاء .ويؤدي تواجد حمض األسكوربيك في الغذاء إلى تقليل التأثير الضار لهذه اإلنزيمات باستقباله لألوكسجين المنقول بواسطة هذه اإلنزيمات وإعاقته عن أكسدة المواد الفينولية األخرى ،وبعد استهالك حمض األسكوربيك يبدأ التأثير الضار لإلنزيمات المؤكسدة . وكثيراً ما يلجا ً إلى استخدام الحرارة للقضاء على هذا اإلنزيمات باستخدام السلق مثالً وإيقاف تأثيرها الضار أثناء عمليات تصنيع األغذية ب: 0-تفاعالت اإلسمرار ( التلون ) الالأنزيمية Nonenzymatic Browning تفاعالت اآلسمرار الالإنزيمية هي تفاعالت كيماوية بحتة تحدث للغذاء وال دخل فيها لألنزيمات وهي ثالث أنواع : تفاعالت ميالرد Maillard Reaction تأكسد حمض االسكوربيك Ascorbic acid oxidation الكرملة Caramelization : -1تفاعالت ميالرد :تفاعالت ميالرد عبارة عن تكدس ( تكثف ) لنواتج تفاعل تحدث بين مجموعة أمين ( ) NH2لحامض أميني ( أو بروتين ) ومجموعة كاربونيل (الدهيد) من سكر مختزل وينتج عن هذا التفاعل مركبات سمراء تسمى الميالنودات Melanoidsبعد مروره بخمس خطوات تفاعل ويعتبر الكشف المعملي عن وجود مركب الفورفورال في الغذاء داللة على مدى حدوث تفاعل ميالرد وعلى مدى شدة المعاملة الحرارية التي تعرض لها. وقد يكون طعم الميالنويدات المتكونة مرغوب لدى المستهلك كما هو الحال في عمليات الخبيز والتحميص ولكنها تؤدي إلى فقد في جودة المنتجات المحفوظة بالتجفيف. صفحة 14من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 يؤدي تفاعل ميالرد إلى فقد في القيمة الغذائية والحيوية للمنتج وخصوصا ً إذا كانت األحماض األمينية الداخلة في التفاعل هي من األحماض األمينية األساسية مثل الليسين . ويمكن التغلب على حدوث تفاعل ميالرد في الغذاء عن طريق إحالل الهواء في العبوات بغاز خامل ويخفض درجة ال pHوخفض درجة حرارة تخزين المنتجات الغذائية وخفض المحتوى الرطوبي لها.كما يمكن تثبيط تفاعل ميالرد بإضافة كميات صغيرة من حمض السلفيت . : -2تأكسد حمض االسكوربيك : حمض االسكوربيك ( فيتامين ) Cهو أحد الفيتامينات الهامة في الغذاء وله وظائف كثيرة في زيادة مناعة جسم اإلنسان ومقاومته لألمراض.ويحدث فقد في حمض االسكوربيك في الغذاء لسببين : مقاومته فعل األنزيمات المؤكسدة واستقباله لألكسجين وتحوله إلى مركب Dehydro ascorbic acidوبالتالي يفقد فاعليته كمركب فيتاميني. أكسدته بالفعل المباشر ألنزيم Ascorbaseالمتخصص في هدم حمض االسكوربيك ( فيتامين ) C : -0الكرملة : الكرملة تعني احتراق السكريات الموجودة بالغذاء وتحوله للون البني واألسود عند درجات حرارة عالية ويحدث ذلك على عدة خطوات أهمها :تحول السكر إلى الصورة المشابهة له ضوئيا ً ( ) Isomerisationثم نزع جزئ رطوبة ( )O H2من السكر المشابه ( ) Dehydratisationثم يحدث تفاعل هدم للسكريات المهدرتة تؤدي لظهور اللون البني واألسود وتكون مواد طعم مختلفة.وقد تكون الكرملة مطلوبة وذلك عند إنتاج الخبز المحمص وبعض منتجات المخابز أو غير مرغوبة إذا كان وجودها يؤدي إلى تقليل استساغة المنتج إذا نتج عنه طعم محروق :4بعض التغيرات األخرى المؤثرة على جودة الغذاء: صفحة 15من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 يحدث تغير في بروتينات الغذاء نتيجة لتفاعل ميالرد مما يؤثر على القيمة الغذائية للبروتين ويحدث فقد في األحماض األمينية مثل الليسين واالسباراجين والجلوتامين والسيستين والمثيونين والثربونين وااليزوليوسين. كما تؤدي التفاعالت الغذائية وعمليات التصنيع مثل السلق ،الطهي ،التعقيم ،إلى فقد في المعادن وفي المحتوى الفيتاميني الهام للغذاء وخصوصا ً الفيتامينات الذائبة في الماء مثل فيتامين B12 ,B6 ,B2 ,B1والبيوتين وحمض الفوليك وفيتامين C .K ,E ,D ,A وكذلك الفيتامينات الذائبة في الدهون مثل فيتامينات صفحة 16من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 المحاضرة الثانية الفساد الميكروبي لألغذية وطرق التغلب عليه ينشأ الفساد الميكروبي لألغذية نتيجة لنشاط األحياء الدقيقة الملوثة للغذاء ( البكتريا والخمائر والفطريات ) واألساس في حفظ األغذية هو وقف نمو هذه األحياء الدقيقة أو القضاء عليها لمنع التسمم الغذائي الميكروبي وإلطالة مدة صالحية الغذاء لالستهالك اآلدمي . تقسيم الميكروبات المسببة لفساد األغذية : Bacteria : -1 البكتريا هي عبارة عن أحياء دقيقة وحيدة الخلية ال تحتوي على نواة كاملة ، ويتراوح قطر الخلية البكتيرية بين 3115إلى 13ميكرون . وباستطاعة البكتريا من أجناس Chlostridium ، Bacilusأن تكون جراثيم Sporesمقاومة جداً للحرارة التي تستطيع بعد ذلك النمو في البيئات الغذائية وتتحول إلى خاليا بكتيرية خضرية نشطة .وتعتبر البكتريا المكونة للجراثيم من أخطر المسببات للتسمم الغذائي وأهمها أجناس ، Bacillus cereus .Clostridium botulinum ، Clostridium perfringensوال يتم تقسيم البكتريا فقط طبقا ً لشكلها المورفولوجي بل يمكن تقسيمها طبقا ً للون الذي تكتسبه عند صبغها بصبغة جرام حيث تقسم إلى : -1بكتريا تكتسب اللون األزرق ( موجبة لصبغة جرام ) . -2بكتريا تكتسب اللون األحمر ( سالبة لصبغة جرام ) . وينتمي الى مجموعة البكتريا السالبة لصبغة جرام البكتريا المسببة للفساد وبكتريا السالمونيال Salmonellaالممرضة وبكتريا القولون مثل ، Escherichia . shigeila dysenteriaeويعطى عدم وجود البكتريا السالبة لصبغة جرام في صفحة 17من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 الغذاء مؤشراً على الحالة الصحية للمنتج .وينتمي للبكتريا الموجبة لصبغة جرام كل من أجناس . Lactobacillus ، Clostridium ، Bacillus كما يمكن تقسيم البكتريا حسب احتياجها لألكسجين للنمو إلى : -1بكتريا هوائية حتما ً . -2بكتريا ال هوائية حتما ً . -0بكتريا هوائية أو ال هوائية اختيارية . وتنمو البكتريا على مدي واسع من درجات الحرارة بحيث يمكن تقسيمها أيضا ً إلى 0أقسام كما يلي : -1بكتريا محبة للحرارة ( ) Thermophilesوتنمو على مدي درجات حرارة بين 454م – 4ْ80م . -2بكتريا وسطية الحرارة ( ) Mesophilesوتنمو على مدي درجات حرارة بين 134م – 4ْ50م . -0بكتريا محبة للبرودة ( ) Psychrophilesوتنمو على مدي درجات حرارة بين صفر م إلى 034م وتسبب فساداً في األغذية المحفوظة بالتبريد . 4 : 2-الخمائر : Yeasts يبلغ حجم الخميرة تقريبا ً عشرة أضعاف حجم البكتريا وشكلها كروي أو بيضاوي وتتكاثر عن طريق التبرعم ( ، ) Buddingوبعض الخمائر مفيدة وتستخدم في صفحة 18من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 صناعات عديدة مثل خميرة Sacchromyces cerecisiaeالتي تستخدم في صناعة الخبيز كما أن هناك بعض الخمائر الضارة التي تسبب فساد األغذية مثل : : zygosaccharomyces-1وتسبب فساد األغذية المحتوية على نسبة عالية من السكر . : Pichia-2وتسبب فساد المخلالت لقدرتها على النمو في محاليل ملحية . : Debaromyces-0وتسبب فساد المخلالت واللحوم المملحة والمجففة . : Mycoderma-4تنمو على سطح المخلالت ويمكنها أكسدة حامض الالكتيك الذي يعتبر المادة الحافظة في صناعة المخلالت . : -0الفطريات ( : ) Molds تتميز الفطريات باحتوائها على نواة كاملة ولها القدرة على الحركة وتشبة النباتات في احتوائها على حويصلة خلوية ( ) vacuolesتحتوى على سائل ولكن ليس لها القدرة على التمثيل الضوئي لغياب الصبغات الضوئية ،لذلك فإنها تعتبر طفيلية ( . ) heterotrophوتنمو الفطريات في ظروف هوائية وتحصل على الطاقة الالزمة للنمو والحركة من أكسدتها للمواد العضوية ،لذلك تعتبر تعبئة الغذاء في عبوة خالية من األكسجين وسيلة حفظ ضد نمو الفطريات .وتعتبر نواتج التمثيل الغذائي لبعض الفطريات ( مثل )Aspergillus flavusسامة جداً لإلنسان ،وأخطر هذه المواد السامة ( والتي يطلق عليها ) Mycotoxinsكل من األفالتوكسينات ،توكسين فيواز ريوم ،أو كراوتوكسين . P وهناك عدة أجناس من الفطريات نافعة وتستعمل في الصناعة إلنتاج بعض المنتجات الغذائية والصيدلية مثل : -1بعض أصناف جنس Aspergillusوتستخدم في إنتاج حمض الستريك وحمض الجلوكونيك صناعيا ً . -2بعض أجناس فطر Streptomyces ، Penicilliunوتستخدم في إنتاج المضادات الحيوية . -0بعض الفطريات التى تستخدم في تسوية الجبن وإنتاج جبن ذات مواصفات خاصة . صفحة 19من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 الفساد الغذائي المتسبب عن الميكروبات : تفسد األغذية ذات رقم الـ pHالمتوسط ( )pH =7مثل اللحوم واألسماك واللبن والبيض أساسا بواسطة البكتريا حيث تنمو تحت الظروف المناسبة البكتريا العصوية السالبة لصبغة جرام وتسبب فساد الغذاء بسرعة وقبل أن تصل أعداد الخميرة وفطريات العفن ألعداد كبيرة . وتسبب التوكسينات المعروفة باسم االفالتوكسينات والمفرزة من فطر Aprergillus flavusأمراض سرطانية وتلف المرارة وتبلغ الحدود القصوي المسموح بها من هذه التوكسنات كما يلي : أفالتوكسين ب 1 1مكيروجرام /كجم غذاء. -التوكسين البيوتولوني ( نوع ب ) أقل منن 311ميكرو جرام /كجم غذاء. -توكسين بوتولوني ( نوع botulism ) Pأقل من 1ميكو جرام /كجم .ويفرز التوكسين البيوتولوني في الجهاز التنفسي لإلنسان بواسطة بكتريا botulinum clostridiumويؤدى الى نسبة وفيات فى اإلنسان (حاالت تسمم الفسيخ) . و يجب في البداية التفريق بين نوعين من التسمم الغذائي الميكروبي: أ – التسمم الغذائي الناشئ عن توكسينات تفرز في الغذاء قبل تناوله بواسطة اإلنسان مثل التسمم البيوتوليتى . ب-التسمم الغذائي المرضي (يسبب أمراضا ً لإلنسان) ناشئة من تناوله غذاء ملوث بالميكروبات والتي تبدأ في فرز التوكسينات المرضية لها في الجهاز الهضمي لإلنسان بعد تناوله الغذاء . وتتوقف شدة الحالة المرضية التي تحدثها هذه الميكروبات على نوع الميكروب وعدد خالياه الموجودة بالغذاء وتتوقف المدة الالزمة لوصول الميكروب إلى العدد الخطر في الغذاء على نوع الميكروب كما يلي : صفحة 21من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 8-1ساعة Bacillus cerus 4-2ساعة Staphylococcus 06-12ساعة Salmonella 7-1أيام Shigella عدد أسابيع بكتريا التيفود وبكتريا أمراض الكبد وتتسبب البكتريا ذات مدد التحضين (النمو) القصيرة مشاكل صحية كثيرة في التغذية الجماعية وخصوصا ً للمسافرين بالطائرات والبواخر عند تناولهم الواجبات الملوثة أثناء الرحلة التسممات والتلوثات الناشئة عن تناول األغذية الطازجة : يمكن أن يتلوث الغذاء الطازج بالميكروبات المكونة للتوكسينات أثناء عمليات اإلنتاج الحقلية ( المزرعية ) له ،وأوضح مثال لذلك هو الفول السوداني عند زراعته في أجواء حارة رطبة وعند تخزين المحصول غير المجفف في مخازن تحت ظروف جوية غير محكمة تتكثف الرطوبة على سطح حبوب الفول المقشور وتتسبب في نمو الميكروبات المكونة لتوكسينات األفالتوكسين . كما يمكن لفطر Penicillium expansumأن ينمو على ثمار التفاح ويفرز توكسين فطري يعرف باسم الباتولين (. )patulin وقد تستخدم بعض الفطريات لتسوية بعض المنتجات الغذائية وإعطائها مذاقا خاصا ً مثل الفطريات التي تستخدم في صناعة جبن الكممبيرت ( )camembertوجبن الجورجونزوال ( )Gorgonzolaوجبن الركفورت ( )Roquefortولكنها ال تفرز توكسينات سامة داخل هذه األغذية . ويمكن للبن الطازج (لبن السوق) غير المبستر أن يحتوي على توكسينات فطرية مثل أفالتوكسين من نوع (م )1إذا تناول الحيوان عليقة يحتوي الكيلو جرام منها على أكثر من 13ميكروجرام أفالتوكسين . كما يمكن للغذاء أن يتلوث أيضا ً بالتوكسينات الميكروبية أثناء إعداده وتجهيزه للتناول الطازج .فعلى سبيل المثال يمكن للحوم الطازجة أن تتلوث بميكروب Clostridium صفحة 21من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 perfringensأثناء الذبح والتشفية إذا كانت األحشاء الداخلية للحيوان ملوثة بهذا الميكروب حيث أن زمن التضاعف العددي لهذا الميكروب هو 23دقيقة (عند درجة حرارة 074م) وبالتالي يمكن أن يصل أعدادها إلى الحد الحرج المسبب للمرض أثناء مدة خفض درجة حرارة قطع اللحم (تبريد) والتي تستغرق عادة من 7إلى 8ساعات في المجازر . كما يمكن للغذاء الطازج أن يتلوث بالميكروبات التوكسينية نتيجة لعدم توفر االشتراطات الصحية في العمال القائمين بعمليات التجهيز أو عدم مراعاتهم للنظافة الشخصية أو استخدام ماء ملوث في عمليات التجهيز أو نتيجة النتقال الميكروب السام من عينة غذائية مصابة إلى باقي عينات الغذاء كما يحدث عند تبريد ذبائح الدجاج في حوض مائي واحدبارد . كما يمكن لألسماك التي تنمو في مياه غير نظيفة أن تتلوث بالفيروسات المرضية والسالمونيال وميكروب Clostridium botulinumوتتلوث الخضروات الورقية مثل الخس والجرجير والبقدونس والكرات والفجل والثمار التي تستهلك طازجة بمياه الغسيل الغير نظيفة حيث يزداد الحمل الميكروبي والحيواني لها (ديدان ،بروتوزوا ، أميبيا) والمعادن الثقيلة . التسممات والتلوثات الناشئة عن استهالك األغذية المعاملة حراريا: تنشأ التسممات والتلوثات من األغذية المعاملة حراريا ً لسببين رئيسين هما : -1عدم كفاية المعاملة الحرارية : -2إعادة تلوث األغذية المعاملة بالحرارة . : - 1عدم كفاية المعاملة الحرارية : تكمن الخطورة فى التسمم الميكروبى عند تناول االغذية المطهية منزليا والتى تكون غير كافية (من حيث المدة ودرجة الحرارة) للتخلص من التوكسيتات المتواجدة بالغذاء ،فإذا تم تخزين األغذية المطهية لعدة أيام فان معاملة الطهى تحدث صدمة حرارية للجراثيم الميكروبية المقاومة للحرارية وتشجع هذه الصدمة الحرارية إنبات الجراثيم وتكوينها لخاليا ميكروبية حية (خضرية) جديدة.وتعتبر معاملة البسترة كافية لقتل الخاليا الخضرية فى عصائر الفاكهة الحامضية ذات رقم 415 = pHأو اقل ،ويعمل صفحة 22من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 الوسط الحامضى على إعاقة نمو الجراثيم.كما أن درجة الحرارة الداخلية للحم أثناء الشي ال تزيد عن 734م وهى غير كافية لالستهالك األمن لألغذية المشوية . : - 2إعادة تلوث األغذية المعقمة : تتعرض األغذية المعقمة أو السابق معاملتها حراريا للتلوث الميكروبى اذا لم تراعى االشتراطات الصحية فى تخزينها وتداولها .ويتسبب اعادة تلوث الغذاء المعقم بميكروبات السالمونيال Bacillus cercus ،Staphylococcus ،و Clostridium perfringensوبكتريا القولون ( )E.coliحوالى %65من حاالت التسمم الغذائي الناشئ عن إعادة تلوث األغذية السابق معاملتها حراريا ً .كما يجب مراعاة درجة الحرارة المناسبة لتخزين األغذية والتبريد السريع لها حيث أن تواجد ميكروب واحد مثال من ميكروب Bacillus cereusيمكن ان يصل لعدد قدره 8 13خلية بعد حوالى 14ساعة من التخزين على درجة حرارة 034م وهو عدد حرج وكافى لتكوين التوكسينات كما يمكن أن تكون عملية صهر األغذية المجمدة على درجة حرارة الغرفة سببا فى إعادة تلوث الغذاء خصوصا إذا تم صهرها فى ماء ملوث والذى يعتبر بيئة صالحة لنمو البكتريا المرضية ،كما ان تخزين األغذية المدخنة ( مثل الرنجة ) فى الجو العادى يمكن ان يؤدى الى التسمم البوتولينى وخصوصا ً إذا كانت األسماك مصاده من مياه ملوثة بميكروب ،Clostridium botulinum وعموما تبلغ درجة الحرارة الحرجة لنمو كل من السالمونيال والكلوستريديوم وبكتريا االستاف 4ْ6 +م ولكن بعض اجناس الكلوستريد يوم السامة يصل الحد األدنى لدرجة حرارة نموها 4ْ301 +م ،وبالتالى فانه يمكن تقليل مخاطر اإلصابة بالتسمم الغذائى عند مراعاة درجة الحرارة المناسبة للتخزين ،كما أن التحميض البسيط للغذاء (حتى يصل رقم الـ pHالى )4قد تكون وسيلة بسيطة وسهلة لتفادى التسممات الغذائية عدا التسمم باالفالتوكسينات ،كما أن استخدام عالئق دواجن خالية من السالمونيال يقلل من خطر إصابة ذبائح الدجاج والبيض بهذا الميكروب . :0-0طرق التغلب على الفساد الميكروبى لألغذية : :1-0-0استخدام المواد الحافظة . صفحة 23من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 يمكن استخدام المواد الحافظة الطبيعية والكيماوية فى منع أو تأخير الفساد الميكروبى لألغذية.ومن أمثلة المواد الحافظة الطبيعية كل من الزيوت العطرية ومستخلصات التوابل والكحول ومكونات التدخين وغاز ثانى أكسيد الكربون ،القرفة والقرنفل والمستردة .كما أن لتدخين اللحوم واألسماك تأثير حافظ نظراً الحتواء أبخرة الدخان على مواد فينولية مضادة لنمو الميكروبات 2-0-0تأثير درجة الحرارة : درجات الحرارة المنخفضة ال تقتل االحياء الدقيقة بل تعوق وتؤخر نموها أو يوقفها ويمكن خفض معدل النمو الميكروبى داخل الغذاء بخفض درجة الحرارة .ويمكن تقسيم البكتريا من ناحية مجال درجات الحرارة المناسبة لنموها الى 4اقسام كما سبق ذكره و كما هو موضح بالشكل رقم ( )3-3كما يلى : -البكتريا المحبة للبرودة . Psychrophiles -البكتريا المحبة لدرجات الحرارة المتوسطة Mesophiles -البكتريا المحبة لدرجات الحرارة العالية Thermophiles اما المجموعة الرابعة فهى مجموعة البكتريا التى تقع الظروف المثلى لنموها بين المجموعة السيكروفيلية والمجموعة الميزوفيلية وتسمى هذه المجموعة باسم البكتريا الباردة الرمية ( )Psychroatraphesوتضم عدداً كبيراً من البكتريا المسببة لفساد االغذية مثل بكتريا . Pseudomonas و Achromobacterوالتى تتسبب فى فساد اللحوم الطازجة المحفوظة بالتبريد. ويؤدى التجميد ( )Freezingإلى وقف نمو ونشاط االحياء الدقيقة وبالتالى حفظ الغذاء لمدة طويلة نسبيا ً ولكنه ال يؤدى الى قتل الميكروبات.اما فى االغذية الحمضية ( ذات رقم pHاقل من )415فان عملية التجميد تؤدى الى قتل عدد كبير من الميكروبات الموجودة بها .وتستطيع بعض فطريات العفن تحمل درجات الحرارة المنخفضة ( حتى – 74م ) ،بينما يتوقف نمو البكتريا السيكروفيلية الرمية مثل ، Pseudomomas ، Achromobacterعند 4 5-م ،اما البكتريا المحبة للملوحة ان نموها يتوقف عند - 94م . صفحة 24من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 كما يالحظ أن الحد األدنى لدرجات حرارة نمو جراثيم بكتريا Clostridium botulinumيكون اعلى من الحد االدنى لنمو الخاليا الخضرية لها وبالتالى ال تنبت هذه الجراثيم عند درجات الحفظ بالتجميد.ويتوقف نمو الخمائر عند درجة حرارة صفر 4م ما عدا بعض الخمائر السيكروفيلية التى يتوقف نموها عند 4 13-م وتكون الخمائر المتبرعمة أكثر حساسية لعملية التجميد ومنها خميرة الخباز المستخدمة فى العجائن لذلك يجب تجميد العجائن الغذائية بطريقة التجميد السريع حتى ال يتم قتل عدد كبير من الخميرة الحية الموجودة بها كما يجب ان يكون صهرها عند استخدامها سريعا ً ايضاً. ويجب استهالك األغذية المجمدة بمجرد انصهارها وذلك حتى ال تنشط االحياء الدقيقة التى الزالت موجودة بالغذاء وانما كانت فقط على صورة ساكنة مؤدية بذلك الى فساد االغذية. : 0-0-0خفض الحمل ( العدد ) الميكروبى االبتدائى : يؤثر الحمل الميكروبى االبتدائي على مدى قابلية الغذاء للحفظ وطرق الحفظ المناسبة والزمن الالزم إلجراء المعاملة الحرارية . وتتكاثر الميكروبات الموجودة فى الغذاء ويزداد عددها بسرعة .لذلك يلجأ الى التعبير عن العالقة بين الزمن والعدد الميكروبي بتوقيع لوغاريتم العدد الميكروبى ( وليس العدد المطلق للميكروبات ) للحصول على عالقة خطية ( او شبه خطية ) بين الزمن والعدد الميكروبى ،كما هو موضح بمنحنى النمو الميكروبى ( شكل رقم )4-0 صفحة 25من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 منحنى النمو الميكروبي وينقسم منحنى النمو إلى : )1الطور االبتدائي (أ إلى ب) Initial Lag Phase وخالل هذا الطور ال يزيد عدد الكائنات الدقيقة أو بمعنى آخر ال يوجد نمو أو تكاثر أي ال تحدث زيادة في عدد الميكروبات بل قد يحدث انخفاض في عددها. )2طور التنشيط (ب إلى جـ) Positive accelerationوخالل هذا الطور تزداد سرعة النمو زيادة مستمرة مطردة. )0الطور اللوغاريتيمي (جـ إلى د) Logarithmic Phase of Growth :وفي خالل هذا الطور تبلغ سرعة النمو أقصى حد وبصفة مستمرة. )4طور التنشيط السلبي (د إلى هـ) Negative Acceleration :وفي هذا الطور تبدأ سرعة التكاثر في االنخفاض. )5طور الحد األقصى الثابت (هـ إلى و) Maximum Stationary Phase : صفحة 26من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 وخالل هذا الطور يبقى عدد الكائنات الحية الدقيقة ثابت )6طور ابتداء الموت (و إلى ز) Accelerated Death Phase :وفي هذا الطور تبدأ الكائنات الحية الدقيقة في الموت. )7طور النقصان أو الموت النهائي (ز إلى ح) Final Death Phase وخالل هذا الطور يقل عدد الكائنات الدقيقة بسرعات متفاوتة نتيجة الموت. - 4خفض رقم الـ pHللغذاء : يمكن تقسيم عموما من حيث درجة الحموضة ورقم الـ pHإلى 0أقسام رئيسية : -1أغذية متعادلة أو خفيفة الحموضة :وتقع رقم الـ pHلها بين 415إلى 7ومن أمثلتها اللحوم واألسماك والدواجن واللبن والبقوليات والبطاطس والجزر -2أغذية حامضية :ويكون رقم الـ pHلها 415او اقل ومن أمثلتها التفاح والطماطم والبرتقال وعصائر الفاكهة . -0أغذية شديدة الحموضة :ورقم الـ pHلها بين 215إلى 015ومن أمثلتها الليمون وبعض الثمار التوتية والكرنب المخلل . ويمكن زيادة حموضة الغذاء وخفض رقم الـ pHعن طريق التحمض(إضافة حامض عضوى مثل الالكتيك الخليك والستريك والماليك) أوعن طريق التخليل . وتفضل الخمائر والفطريات النمو فى البيئة الحامضية وانسب pHلنموها يقع بين 4 إلى . 5 الفطريات :تنمو بين + 115 pHإلى . 9 الخمائر :تنمو بين 115 pHإلى . 815 البكتريا العصوية :تنمو بين 415 pHإلى . 815 بكتريا حمض اللكتيك والخليك :تنمو بين 0 pHإلى . 7 صفحة 27من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 :5خفض قيمة المحتوى الرطوبى االتزانى للغذاء: تحصل الميكروبات على غذائها على حالة ذائبة لذلك فانه يتحتم وجود التركيز الكافى من الماء الحر فى الغذاء لكى تقوم الميكروبات بعملياتها الحيوية الفسيولوجية . وقيمة المحتوى الرطوبى االتزانى للغذاء ليست ثابتة وانما تتوقف على قيمة الرطوبة النسبية (درجة النشاط المائى )awللهواء المحيط.وليس المطلوب فى جميع الحاالت تخزين الغذاء فى جو ذو رطوبة نسبية ( درجة نشاط مائى ) منخفضة الن األغذية الطازجة عالية الرطوبة يمكن أن تفقد جزءاً من وزنها على هيئة بخار ماء يذهب إلى الهواء المحيط وبالتالى يقل وزنها وتفقد جودتها االستهالكية ،وإنما المهم هنا هو اختيار درجة النشاط المائى (الرطوبة النسبية) للهواء المحيط المالئمة للمحافظة على الجودة الميكروبية واالستهالكية للغذاء سواء كان غذاءا طازجا او مجففا ً و يتضح أن معظم البكتريا المسببة لفساد األغذية أو للتسمم الغذائى يتوقف نموها إذا انخفضت الرطوبة النسبية االتزانية ( درجة النشاط المائى للهواء المحيط ) عن )3193(%93ما عدا بكتريا staphylococcus aureusالتى يمكن ان تنمو حتى درجة نشاط مائى %86كما يتوقف نمو الخميرة عند درجة نشاط مائي %88بينما يستمر نشاط معظم الفطريات حتى درجة نشاط نشاط مائى ، %83ويتوقف نشاط الفطريات المقاومة عند درجة نشاط مائى %75وتتغير هذه القيم بتغير درجة الحرارة وقيم الـ pHللغذاء ومدى وفرة المواد الالزمة لنشاط الكائنات الحية به . ويمكن خفض المحتوى الرطوبى االتزانى لألغذية بإجراء عملية التجفيف أو بإضافة ملح (كلوريد الصوديوم ) أو بإضافة سكر وبالتالى يمكن إطالة مدة حفظ الغذاء ومن أمثلة هذه األغذية اللحوم المملحة والفاكهة المسكرة . وبالرغم من توقف النمو الميكروبى عند محتويات الرطوبة االتزانية المنخفضة ( اقل من )%93إال أن نشاط االنزيمات يمكن ان يستمر حتى لو كان الغذاء مجمداً حيث Lipolytic enzymesأن تستمر فى يمكن لالنزيمات المحللة للدهون النشاط تحت هذه الظروف كما تم توضيحه فيما سبق. : 6التخزين فى جو خالى من األكسجين : تحتاج جميع الفطريات والبكتريا الهوائية إلى األكسجين الالزم لنموها.وتقليل او منع وجود الهواء أو األكسجين فى البيئة ( الغذاء ) يؤدى الى التقليل من النشاط الضار صفحة 28من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 لمثل هذه األنواع من األحياء الدقيقة وتحت ظروف شحة األكسجين فى البيئة يمكن أن تسود أنواع أخرى من الميكروبات مثل بكتريا حمض الالكيتك وبكتريا الـ ، Microbacteriumو يمكن تقسيم األحياء الدقيقة إلى 4مجاميع من حيث احتياجها لألكسجين وحدود تركيزاته فى الجو الغازى المحيط (من صفر إلى )%21 الالزمة لنموه المجموعة ( ) Aهوائية حتما وينخفض معدل نموها إذا انخفض تركيز األكسجين فى الجو الغازى المحيط عن %14ولكن جراثيمها تمتنع تماما عن النمو إذا قل تركيز األكسجين عن .% 311ويتبع هذه المجموعة معظم الميكروبات الهوائية المسببة لفساد األغذية ويمكن وقف نشاط هذه المجموعة بتعبئة الغذاء تحت تفريغ -المجموعة ( : ) Nوهى مجموعة الميكروبات الالهوائية حتما وتصل إلى أقصى معدل للنمو عند انخفاض تركيز األكسجين فى الوسط الغازى الى صفر ، %وينعدم تماما إذا وصل تركيز األكسجين فى الوسط البيئى إلى .%6وينتمى ميكروب بكتريا الـ Clostridiumلهذه المجموعة ويمكن أن يتواجد فى عمق طبقات قطع اللحم أو الجبن حيث تسود ظروف ال هوائية يمكن أن تسمح بنموه.لذلك البد من حفظ هذه المواد بالتبريد فى الثالجات حتى لو كانت معبأة تحت تفريغ فى عبوات غير منفذة لألكسجين . -المجموعة ( : )Fوهى مجموعة الميكروبات ( والجراثيم ) الالهوائية اختياراً والتى يمكن أن تنمو سواء فى وجود أو فى غياب األكسجين حيث تنمو بمعدل منخفض بين تركز أكسجين من صفر %إلى %13ثم يزداد معدل نموها مع زيادة تركيز األكسجين عن ذلك .ويتبع هذه المجموعة البكتريا السامة من نوع staphylococus aureas والسالمونيال والخمائر التى يمكن أن تتحول إلى نشاط التخمر الكحولى عند غياب األكسجين . -المجموعة ( ) Oهى مجموعة الميكروبات شحيحة االحتياج لألكسجين ( ) microaerophilsوالتى يصل أقصى معدل لنموها عند وجود نسب متوسطة من األكسجين وينخفض معدل النمو إذا زاد أو قل تركيز األكسجين ومن أمثلة هذه المجموعة بكتريا حمض الالكتيك . صفحة 29من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 فساد األغذية Food Spoilage من أهم المشكالت التي واجهت اإلنسان منذ وقت قديم حتى وقتنا الحاضر : مشكلة حفظ األغذية أو وقف تلفها لحين الحاجة إليها وقد اضطر اإلنسان لحفظ األغذية أو المحافظة عليها من عوامل التلف والفساد عندما كثر نشاطه وتعددت مسئولياته وتنوعت كميات األغذية التي يمكن الحصول عليها سواء عن طريق الصيد أو طريق الزراعة. ويعتبر علم الصناعات الغذائية نفسه ما هو إال علم حفظ األغذية عموما ً ـ أو بمعنى أوضح زيادة فترة قابلية غذاء معين لالستهالك اآلدمي الطول مدة ممكنة دون حدوث تغير يذكر في خواصه الطبيعية ،والكيميائية والحيوية والفسيولوجية ،أو مع حدوث أقل ما يمكن من هذه التغيرات توجد صعوبات كثيرة عملية في حفظ األغذية : وترجع الصعوبة في حفظ األغذية عموما ً إلى أننا عند الرغبة في حفظ أي غذاء أو أي مادة غذائية فإننا نعمل ضد القوانين الطبيعية للحياة ـ فعند موت نبات أو حيوان فأن محتوياته من المواد العضوية تتحلل بواسطة عوامل مختلفة أهمها األحياء الدقيقة ،واألنزيمات إلى عناصر بسيطة يستعملها النبات في النمو وبالتالي الحيوان (عندما يتغذى على النبات) في بناء جسمه (حيث أن أبسط قواعد الطبيعة تؤكد أن المادة ال تفنى وال تخلق من عدم وإنما تتحول من صورة إلى صورة فقط) فإذا لم تتحلل هذه المواد العضوية فأنها تتراكم وبذلك تنعدم العناصر األولية الالزمة لنمو النبات الذي تتوقف عليه حياة الحيوان وبذلك تتوقف عملية الحياة والدورة والرسم التالي يبين ما يسمى بدورة الحياة أو دورة العناصر. صفحة 31من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 مواد عووية نياتية او ؤيوانية تؤلل ميكروييولوجي نيال نيال و ؤيوان و تؤلل ذاتي عناور يسيقة عناور يسيقة يمكن تعريف الفساد تعريفا ً يقرب من الحقيقة بأنه : أي تغير يحدث في الغذاء مما يجعله غير مقبول كغذاء بالنسبة ألي مجموعة من الناس ألي سبب من األسباب سواء من الناحية الصحية أو الغذائية أو السيكولوجية أو حتى من ناحية خواصه الطبيعية كأن يتغير لونه أو رائحته أو قوامه أو شكله أو طعمه تغيراً غير مرغوب فيه ـ وكما سبق القول فأن ما يعتبر تغير غير مرغوب فيه بالنسبة لمجموعة من الناس قد ال يعتبر كذلك بالنسبة لمجموعة أخرى من الناس تبعا ً للخواص والعادات الغذائية لألفراد والجماعات المختلفين (السردين ـ الفسيخ ـ المخلالت ـ … الخ). وعموما ً يمكن تقسيم عوامل الفساد في األغذية إلى :ـ أوالً :العوامل الحيوية Biological Factors :وهي تشمل :ـ صفحة 31من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 1ـ األحياء الدقيقة Microorganisms : وهذه تعمل على فساد األغذية بواسطة األنزيمات التي تفرزها وهي تعتبر من عوامل الفساد الخارجية بالنسبة للغذاء. 2ـ األنزيمات Enzymes وهي األنزيمات الطبيعية الموروثة الموجودة بالمادة الغذائية نفسها وهذه تعتبر عوامل فساد داخلية بالنسبة للغذاء. ثانيا ً :التفاعالت الكيماوية والعوامل غير الحيوية : Chemical and Nonbiological Factors : وهي تشمل كل التغيرات والتفاعالت العضوية وغير العضوية التي تحدث في الغذاء نتيجة تلوثه بالمعادن أو التآكل أو الصدأ أو التغير في اللون أو القوام … الخ. أوالً :عوامل الفساد الحيوية Biological Factors : (أ) األحياء الدقيقة Microorganisms وهي تشمل الفطريات والخمائر والبكتريا. أ) الفطريات Molds وتتميز هذه المجموعة ()1باحتوائها على نواة كاملة ()2كما أنها تنبت على هيئة خيوط تسمى هيفات Hypheaومجموع هذه الخيوط والهيفات تسمى ميسليوم )0( Myceliumكما أنه ليس لها القدرة على التمثيل الضوئي وأنها تتكاثر باالنقسام أو الجراثيم الجنسية أو غير الجنسية وهناك صفتين هامتين للفطر بالنسبة لحفظ األغذية وهي :ـ أ ـ أن جميع أنواع الفطر ال تستطيع أن تعيش في غياب األكسجين وهى هوائية حتما ً وعلى ذلك يمكن تالفي فساد األغذية بواسطة تلك الفطريات إذا أمكن حفظ الغذاء في جو أو في وسط خالي من األكسجين. صفحة 32من 171 جامعة الوادي الجديد – كلية الزراع ـة قسم علوم وتكنولوجيا االغذية أ.د /حسين قرويز اسس الصناعات الغذائية ع ت أ 0110 ب ـ أن خاليا الفطر الجرثومية أو الخضرية ال تتحمل الحرارة المرتفعة ويمكن قتلها على درجة o65م لمدة نصف ساعة أو على درجة o83م لمدة عشر دقائق وهناك عدة أجناس وأنواع من الفطرالمفيدة تستعمل في الصناعة إلنتاج بعض المواد الغذائية أو الالزمة في الصناعات عموما ً ومن أهمها :ـ ) 1بعض أنواع جنس Aspergillusالتي تستخدم في صناعة حامض الستريك من الجلوكوز. )2صناعة المضادات الحيوية Antibioticsكإنتاج البنسلين الذي ينتجه فطر يسمى , .Penicillium notatum Terramycin ومن الفطريات الضارة تعتبر عوامل فساد أهمها :ـ )1بعض األنواع من األجناس Penicillium & Aspergillusالتي تسبب فساد كثير من األغذية الطازجة. )2أنواع من الجنس Thamnidiumويسبب فساد األغذية المحفوظة بالتبريد حيث أنه يستطيع النمو والتكاثر على درجة الحرارة المنخفضة وهي درجة حرارة التبريد. )0فطر الـ Rhizopusالذي يسبب عفن الخبز. ب) الخمائر Yeasts : ويمكن تعريفها بأنها ()1أحياء دقيقة تحتوي على نواة كاملة ـ ()2وهي تتكاثر بالتبرعم Budding صفحة 33من 171 ?