مقدمة في علوم األغذية PDF
Document Details
Uploaded by Deleted User
جامعة الفيوم كلية الزراعة
أ.د /ﻋﻮض ﻋﺒﺪ اﻟﺘﻮاب ﻣﺤﻤﻮد د /ﻣﺤﻤﺪ ﺣﺴﯿﻦ ﺣﻤﺪي
Tags
Summary
This document is an introductory lecture in food science. It explores various aspects of food production, processing, preservation, and technology. The document covers different methods of food preservation and the importance of food science in maintaining food quality and safety.
Full Transcript
1 جامعة الفيوم كلية الزراعة قسم علوم وتكنولوجيا األغذية ﻣﻘﺪﻣﺔ ﻓﻲ ﻋﻠﻮم اﻷﻏﺬﯾﺔ إﻋﺪاد أ.د /ﻋﻮض ﻋﺒﺪ اﻟﺘﻮاب ﻣﺤﻤﻮد د /ﻣﺤﻤﺪ ﺣﺴﯿﻦ ﺣﻤﺪي 2 اﻟرؤﯾـــﺔ ﻛﻠﯾﺔ اﻟزر...
1 جامعة الفيوم كلية الزراعة قسم علوم وتكنولوجيا األغذية ﻣﻘﺪﻣﺔ ﻓﻲ ﻋﻠﻮم اﻷﻏﺬﯾﺔ إﻋﺪاد أ.د /ﻋﻮض ﻋﺒﺪ اﻟﺘﻮاب ﻣﺤﻤﻮد د /ﻣﺤﻤﺪ ﺣﺴﯿﻦ ﺣﻤﺪي 2 اﻟرؤﯾـــﺔ ﻛﻠﯾﺔ اﻟزراﻋﺔ ،ﺟﺎﻣﻌﺔ اﻟﻔﯾوم ،ﻣؤﺳﺳﺔ ﺗﻌﻠﯾﻣﯾﺔ وﺑﺣﺛﯾﺔ وﺧدﻣﯾﺔ ،ﺗﺗطﻠﻊ إﻟﻰ اﻟﻣﻧﺎﻓﺳﺔ ﻓﻰ رﯾﺎدة ﻣﺟﺗﻣﻊ اﻟﻣﻌرﻓﺔ ﻓﻰ اﻟﻌﻠوم اﻟزراﻋﯾﺔ ﻣﺣﻠﯾﺎ ً وإﻗﻠﯾﻣﯾﺎ ً واﻟﺗﻣﯾز ﻓﻰ اﻟﺷراﻛﺔ .اﻟﻣﺟﺗﻣﻌﯾﺔ وﻓﻘﺎ ً ﻟﻣﻌﺎﯾﯾر اﻟﺟودة واﻟﺗطوﯾر اﻟﻣﺳﺗﻣر اﻟرﺳﺎﻟـــﺔ ى ﻣﺗﻣﯾزا ً ﻓﻰ اﻟﺗﻌﻠﯾم اﻟزراﻋﻲ ﺑﺗطوﯾر ﺗﻘدم اﻟﻛﻠﯾﺔ ﻣﺳﺗو ً وإﺳﺗﺣداث ﺑراﻣﺞ ﺗﻌﻠﯾﻣﯾﺔ راﺋدة وﻓﻘﺎ ً ﻟﻣﻌﺎﯾﯾر اﻟﺟودة ﻹﻋداد ﺧرﯾﺞ ﻗﺎدر ﻋﻠﻰ اﻟﻣﻧﺎﻓﺳﺔ ﻓﻰ ﺳوق اﻟﻌﻣل، وإﺟراء ﺑﺣوث ﻋﻠﻣﯾﺔ ﺗﺳﺎھم ﻓﻰ أن ﺗﻛون اﻟﻛﻠﯾﺔ ﻣرﻛزا ً ﺑﺣﺛﯾﺎ ً وإﺳﺗﺷﺎرﯾﺎ ً وﺑﯾﺗﺎ ً ﻟﻠﺧﺑرة اﻟزراﻋﯾﺔ ﻟﻣواﺟﮭﺔ ﻛﺎﻓﺔ اﻟﺗﺣدﯾﺎت ﻟﻠﻣﺟﺗﻣﻊ واﻟﻧﮭوض ﺑﮫ ﻓﻰ إطﺎر ﻣن اﻟﻘﯾم .واﻷﺧﻼق 3 مقدمة فى علوم األغذية مقدمة: أصبحت مشكلة الغذاء في العالم من المشاكل الرئيسية الهامة ،وقد انعقدت العديد من المؤتمرات في األماكن المختلفة من العالم لبحث مشكلة الغذاء سواء من حيث الكمية أو الجودة أو الغذاء النظيف الخالي من التلوث بأنواعه المختلفة أو من ناحية تصنيعه بأحدث الطرق التكنولوجية. تعريف علم الصناعات الغذائية-: هو العلم الذي يبحث في جميع العمليات التكنولوجية المتعلقة بإنتاج وتصنيع وحفظ الغذاء ابتداء من المواد الخام المستخدمة (محاصيل حقلية -محاصيل بستانية -بعض حيوانات المزرعة -محاصيل األنهار والبحار) وأثناء إعدادها وتجهيزها وتصنيعها وتخزينها أو توزيعها وتسويقها للستهلك مع المحافظة على قيمتها الحيوية وصفاتها الطبيعية والغذائية بقدر اإلمكان عن طريق وقف أو مقاومة نشاط عوامل التلوث والفساد أي كان نوعها. ويبحث علم التصنيع الغذائي أو الصناعات الغذائية عن أفضل وأنسب وأيسر المعاملت التي تتناسب مع طبيعة المواد الخام المراد تصنيعها لغرض حفظها على صورة تصلح للستهلك األدمي مع المحافظة على القيمة الحيوية والغذائية للغذاء.وأيضا توفير الغذاء في أوقات مختلفة من السنة في ظروف غير إنتاجه أو في أماكن ال تنتجه.وعلم التصنيع الغذائي يساهم في إعداد وتصنيع غذاء األطفال مع حساب السعرات الحرارية اللزمة على حسب السن والوزن والجنس والظروف األخرى المعيشية والبيئية.كما يساهم في تجهيز الوجبات الغذائية في المدارس والمستشفيات والمصانع وغيرها. والجدير بالذكر أن علم التصنيع الغذائي يبحث أيضا في طرق تخزين المواد الغذائية والمعرفة الكاملة والدقيقة لكل نوع من أنواع فساد األغذية والعوامل الحيوية والغير حيوية المسببة له.ويوضح علم الصناعات الغذائية طرق التسمم الغذائي سواء المعروف باسم التسمم الغذائي الكيماوي أو التسمم الغذائي الميكروبيولوجي -والنوع األول ينتج عن وجود معادن 1 4 وأملح معدنية ضارة مثل تلوث الغذاء بمبيدات الحشائش والحشرات أو تلوثه بالرصاص والقصدير والزرنيخ عن طريق الطبخ في أوعية غير ملئمة.والنوع الثاني من التسمم يقصد به التسمم الغذائي الناتج عن استهلك غذاء يحتوي على مواد سامة نتيجة لنشاط األحياء الدقيقة (بكتيريا – خميرة -فطر). والتصنيع الغذائي أيضا يشمل طرق حفظ األغذية بالمواد الحافظة الكيماوية بغرض تحسين بعض خواص الغذاء أو المحافظة على خواصه وصفاته من التلف ومعرفة خصائص هذه المواد وتركيبها الكيماوي والدور الذى تقوم به ومدى تفاعلها مع مكونات المادة الغذائية والنسب المسموح بها قانونا ومدى أثرها السام والكشف عنها وتحليلها ،وهناك مواد تضاف لتحسين الطعم أو اللون أو التحكم فى الحموضة أو التى تساهم فى اإلنضاج الصناعي ،وتلك المواد المضادة لألكسدة وغيرها (ويدخل ذلك ضمن التشريعات والقوانين الغذائية) والتي يجب على القائمين بعملية التصنيع الغذائي معرفة خواصها وتأثيرها على الغذاء والوظائف الحيوية فى الجسم. وعلم الصناعات الغذائية يبحث فى استحداث وتطوير طرق الصناعة والشئون الصحية بالمصانع ومراقبة الجودة لجميع المنتجات وتدريب العاملين فى القطاع الصناعي على طرق أخذ عينات التحليل خلل مراحل تصنيع المواد الغذائية والمساهمة فى وجود مختلف المواد الغذائية على مدار السنة وإنشاء المختبرات.ومما تقدم يتضح أهمية التصنيع الغذائي فى العالم ومدى مساهمته فى الغذاء بصورة سليمة للستهلك األدمي. أقسام الصناعات الزراعية: الصناعات الزراعية هي الصناعات التي تقوم على استخدام الخامات الزراعية كمواد أوليه في الصناعة وتقسم إلي: -1صناعات غير غذائية: مثل :صناعة الغزل والنسيج -الصابون -األخشاب -التبغ – الدخان. 2 5 -2صناعات غذائية: وهذه تقسم تبعا لنوع المادة الخام المستخدمة في التصنيع إلى أربعة أقسام-: صناعات تعتمد على محاصيل الحقل مثل صناعة- : -1النشا وإنتاج الجلوكوز من الذرة – البطاطس. -2السكر وبعض الصناعات التكاملية من قصب السكر -بنجر السكر. -3الزيوت والمسلي الصناعي والمارجرين من المحاصيل الزيتية. -4طحن الحبوب وضرب األرز. -5المولت وإنتاج البيرة من الشعير. صناعات تعتمد على المحاصيل البستانية- : مثل صناعة حفظ الخضر والفاكهة وإنتاج العصائر والمشروبات والمربات ومنتجات الطماطم والزيوت العطرية وغيرها. صناعات تعتمد على حيوانات الزراعة- : مثل صناعة منتجات األلبان -اللحوم والدواجن ومنتجاتها الطازجة -المجمدة -المعلبة - المجففة -المملحة. صناعة تعتمد على منتجات البحار واألنهار- : مثل صناعة حفظ األسماك واستخراج زيوت األسماك وملح الطعام حفظ الغذاء Food preservation المقصود يحفظ الغذاء هو زيادة فترة قابلية هذا الغذاء للستهلك اآلدمي ألطوال فترة ممكنة دون حدوث تغيير يذكر في خواص هذا الغذاء الطبيعية والكيميائية والحيوية والغذائية 3 6 واالستهلكية بصفه عامة بقدر األمكان وتقسم المواد الخام الغذائية من حيث قابليتها للبقاء بدون تلف إلى ثلثة مجاميع رئيسية- : -1أغذية سريعة التلفHighly Perishable Foods : حيث تحتوي هذه المجموعة على نسبة عالية من الرطوبة ونسبة قليلة من المواد الصلبة الذائبة مثال :أصناف الفاكهة والخضر العصيرية واللحوم واألسماك والدواجن واأللبان وهذه المجموعة ال تزيد مدة بقائها بدون تلف من بضع ساعات إلى عده أيام قليلة مع مراعاة أن تخزينها يؤثر على خواصها الطبيعية والغذائية. -2أغذية متوسطة التلفSlowly or Moderately Perishable Foods : وهذه يمكن حفظها مده أطول نسبيا من السابقة لمدة قد تتراوح من أسابيع إلى شهور قليلة وذلك نتيجة الختلف طبيعتها وخواصها عن المجموعة السابقة حيث تمتاز بوجود قشور جلدية سميكة مقاومة لعوامل التلف مثل الموالح أو احتوائها على تركيزات عالية من المواد الصلبة والذائبة ونسبة منخفضة من الرطوبة أو المواد الحافظة الطبيعية أو المواد المضادة لألحياء الدقيقة (البصل -الثوم) والتي تحتوي على زيوت عطرية تعيق نشاط األحياء الدقيقة. -3أغذية بطيئة التلف تقريباImperishable Foods : وهذه يمكن حفظها من عده شهور الى عدة سنوات في بعض األحيان وذلك نتيجة الحتوائها على كميات قليلة جدا من الرطوبة وكميات عالية من المواد الصلبة الذائبة (حيث يصبح الوسط جاف فسيولوجيا بالنسبة لعوامل الفساد الحيوي) ومن أمثلتها :التمور -الغلل- البقول واهم عوامل الفساد التي تتعرض لها مثل هذه المواد :الحشرات والقوارض -األحياء الدقيقة إذا ما تعرضت للبلل إلى الحد الذي يسمح بنشاط األحياء الدقيقة. 4 7 طرق حفظ األغذية: الهدف من حفظ غذاء ما هو زيادة فترة قابلية للستهلك خاصة إذا كان ينتج في مواسم معينه من السنة وتوسيع نطاق استهلكه خاصة إذا كان أنتاقه مركز في مناطق معينه. أهم ما يجب مراعاته عند التفكير في حفظ أي مادة غذائية: -1طبيعة المادة الخام الزراعية المطلوب حفظها ومدي تأثير طريقة الحفظ المختارة على هذه الصفات أو الخصائص. -2نوع عوامل الفساد التي قد تؤدي إلى فساد المادة الغذائية الختيار أفضل الطرق التصنيعية التي يمكن استخدامها اقتصاديا لوقف أو تقليل نشاط عوامل الفساد المختلفة. -3الحالة االقتصادية بالنسبة للمادة الخام نفسها وكذلك بالنسبة لذوق المستهلك حيث تحفظ اللحوم عادة بالتجميد ولكن عادة ال تحفظ بالتجفيف ولكن على العكس البصل يحفظ بالتجفيف وال يحفظ بالتبريد أو التجميد وعموما يمكن تقسيم طرق الحفظ المختلفة إلى قسمين رئيسيين وذلك تبعا للمدة التي يراد حفظ الغذاء إليها هما: -طرق الحفظ المؤقت -طرق الحفظ المستديمة أوالً :طرق الحفظ المؤقت- : Asepsis الحفظ عن طريق خفض الحمل الميكروبيولوجي: حيث يمكن تأخير عوامل الفساد عن طريق تقليل التلوث الميكروبيولوجي للمادة المراد حفظها حيث يؤدي ذلك إلى التقليل من مدي التغيرات الغير مرغوبة التي تحدثها األنزيمات التي تفرزها األعداد المتزايدة من األحياء الدقيقة الملوثة ويتم ذلك عن طريق- : غسل الخامات الزراعية -تبريدها أثناء نقلها -فرز الملوث أو المصاب ميكروبيولوجي مع المساعدة في عمليه الغسيل بإضافة بعض المواد الكيماوية المطهرة مثل البوركس -حامض البوريك -الكلورين. 5 8 وتكاد تعتبر طريقة الـ Asepsisأحدي الطرق الضرورية لخفض الحمل الميكروبيولوجي في أي خامة غذائية قبل تصنيعها لتقليل متطلبات المعاملت الحرارية األخرى. الحفظ بالتبريدRefrigeration or Cold Storage : وهو حفظ األغذية علي درجة حرارة تتراوح بين الصفر المئوي إلي o10م وتكفي هذه الدرجات الحرارية لمنع نشاط األحياء المحبة للحرارة Thermophilicوتقليل أو تأخير نشاط األحياء الـ Mesophilicوكذلك تقيل أو تأخير نشاط األنشطة الحيوية والكيميائية بالمواد الغذائية التي قد تؤدي إلي ظهور بعض علمات الفساد في المواد الغذائية المحفوظة إال أن هذه الدرجات من الحرارة ال تكفي لمنع نمو وتكاثر األحياء الـ Psychrophilicوالتي قد تؤدى بالتالي إلي التلف ويمكن بواسطة هذه الطريقة حفظ بعض أنواع األغذية لفترات تتراوح من أسابيع إلي شهر أو شهرين كما هو الحال عند تخزين بعض أنواع الفاكهة أو الخضر والبيض ويعتبر عامل الحفظ هنا هو خفض درجة حرارة المادة المراد حفظها ويمكن زيادة كفاءة هذه الطريقة باستخدام بعض الظروف المساعدة مثال استخدام األشعة الفوق بنفسجية كما هو الحال في حالة تخزين اللحوم بالتبريد بغرض إنضاجها لمدة أسبوع تقريبا حيث تساعد األشعة علي قتل الفطريات واألحياء الدقيقة علي السطح مثال أخر استخدام الجو المعدل داخل ثلجات التبريد باستخدام بعض الغازات مثل النيتروجين أو غاز ثاني أكسيد الكربون والتي تساعد علي منع حدوث الفساد الناتج عن األكسدة بواسطة األكسجين الموجود في الهواء المحيط. الحفظ بالبسترةPasteurization : البسترة هي معاملة األغذية معاملة حرارية بسيطة نسبيا لتلقي التأثير الضار عند استخدام معاملت حرارية شديدة علي القيمة الغذائية الحيوية واالستهلكية لكثير من المواد الغذائية وعليه فأنها ال تقتل كل األحياء الدقيقة الملوثة للمادة الغذائية ولكن تقتل فقط الخميرة 6 9 والفطر ومعظم الخليا البكتيرية الخضرية (الغير متجرثمة) وتستخدم هذه الطريقة في حفظ اللبن -عصائر الفاكهة وهي مواد سريعة التأثر بدرجات الحرارة المرتفعة كالتعقيم وعامل الحفظ في هذه الطريقة هو المعاملة الحرارية التي تحد من عوامل النشاط الحيوي المتعلقة بالفساد بصفه عامة ويحدد المعاملة الحرارية اللزمة للبسترة القضاء علي البكتريا التي تسبب الكثير من األمراض لإلنسان مثل التيفود وحمي Qوهو ميكروب الـ Coxiella burnetilويحتاج للقضاء عليه البسترة علي درجة o62.8م لمد نصف ساعة وقد كان فيما قبل تحدد المعاملة Mycobacterium الحرارية علي أساس القضاء علي الميكروب المسبب للسل وهو tuberculosisوالذي يحتاج إلي º61.7م لمدة نصف ساعة وتجري عمليه البسترة بعدة طرق: -1البسترة البطيئة: وفيها تعامل المادة الغذائية على درجات حرارة (°160-150ف) لمدة نصف ساعة. -2البسترة السريعة: وفيها تعامل المادة الغذائية على درجات حرارة (°190-180ف) نصف – 1دقيقة. -3البسترة الخاطفة: وفيها تعامل المادة الغذائية على درجات حرارة (°230 -212ف) لمدة ثواني قليلة ثم التبريد المفاجئ وتسمي )High Temperature Short Time (HTST الحفظ باستخدام المواد الحافظة البسيطة. وهي مجموعة من المواد الطبيعية والكيميائية التي تستخدم بتركيزات مختلفة تختلف باختلف طبيعية هذه المواد في حفظ األنواع المختلفة من األغذية لمدة بسيطة نسبيا ً ال تتعدي أسابيع.ويرجع التأثير الحافظ لهذه المواد إلى تأثيرها المثبط لنشاط التفاعالت الحيوية واألنزيمية الغير مرغوب فيها سواد الموجودة في المواد الغذائية نفسها أو نتيجة نشاط الكائنات الحية الملوثة لهذه المواد الغذائية ومن أهم هذه المواد: 7 10 -بنزوات الصوديوم بنسبة ال تزيد على %0.1لحفظ الشراب والعصير لمدة قصيرة. -حامض الب ربيونيك أو أحد الملحة لحفظ الخبز ومنتجات المخابز. -ملح الطعام بنسه ال تزيد عن .% 7 – 6 -السكر بتركيزات ال تزيد عن .% 50 -بعض التوابل التي تحتوي على تركيزات متفاوتة من الزيوت العطرية التي لها تأثير مضاد حيوي. Smoking الحفظ بالتدخين وهو أحدي طرق الحفظ المؤقت للحوم واألسماك عموما بتعرضها للدخان الناتج عن االحتراق الغير كامل ألنواع خاصة من األخشاب الصلبة حيث يؤدي هذا إلى غرضين رئيسين يؤديان إلى حفظ األنسجة حفظ مؤقتا- : -1خفض درجة الرطوبة للمادة الغذائية وبالتالي تجفيفها تجفيفا جزئيا بتأثير حرارة التدخين. تشرب أنسجة المادة الغذائية بكمية من المواد الكيمائية الناتجة من االحتراق الغير كامل للخشب أهمها اللهيات (الفورمالدهيد) -أحماض (حامض الفوريكس ولخليك) استرات – كينونات – كحوالت -مركبات عضوية أخري ذات تأثير حافظ ونتيجة لتأثير الحفظ المؤقت باستخدام التدخين ف أن المواد الغذائية المدخنة يجب حفظها تحت ظروف خاصة من حيث درجات الحرارة حيث تحفظ تحت تبريد. 8 11 ثانيا :طرق الحفظ المستديم حفظ األغذية بالتجميد- : تعتبر من أحسن طرق الحفظ ألنها تحافظ إلى حد كبير على القيمة الغذائية ولون وطعم ورائحة المادة الغذائية على الرغم من تأثيرها على قوام وتماسك األنسجة وخاصة النباتية منها وتتراوح درجة حرارة الحفظ في هذه الطريقة بين ( 10-إلى o40-م) على عكس التبريد والذي تتراوح فيه درجات حرارة الحفظ بين (الصفر المئوي إلى o8م). أهم االعتبارات الخاصة بعملية التجميد-: تأثير التجميد علي األنسجة ينفصل أثناء التجميد معظم الماء الموجود داخل الخلية ويتحول الي بللورات ثلجية في المسافات البينية التي توجد بين الخليا حيث ينشأ عن ذلك تمزق جدر بعض الخليا وترسيب لبعض البروتينات من بروتوبلزم الخليا كما تفقد الغرويات بعض الماء المرتبط بها بطريقة طبيعية وهذه التغيرات غير عكسية تماما حيث انه عند انصهار المادة الغذائية برفع درجة الحرارة نجد أنها ال تمتص كل السوائل التي انفصلت عنها والتي تحتوي علي بعض األملح والفيتامينات والبروتينات الذائبة ويطلق عليها السائل المفصل Dripوالذي تتوقف كميته علي عده عوامل أهمها. أ -سرعة التجميد: هناك طريقتان ألجراء عمليه تجميد المواد الغذائية أهمها- : التجميد السريعQuick freezing : ويتم التجميد على درجة حرارة ( 40-إلى o50-م) ولذلك تستغرق األغذية التي يجري تجميدها بهذه الطريقة حوالي نصف ساعة أو أقل حتى يتم تجميدها ثم تخزن على حوالي(o20 -م). التجميد البطيءSlow freezing : يتم التجميد على درجات حرارة تتراوح بين ( o10 -مo20- ،م) ثم تخزن على حوالي (- o10م) وهذه تستغرق حوالي 24ساعة حتى يتم تجميدها. 9 12 هذا ويفضل التجميد السريع عن التجميد البطيء لعدة أسباب: -1صغر حجم بلورات الثلج المتكونة مما يؤدي غلي عدم أحداث تمزق كبير في جدر الخليا بينما تتكون بلورات الثلج الكبيرة في حالة التجميد البطيء تنتج بطول المدة التي يتم فيها التجميد وإعطاء الفرصة للبلورات الثلجية لتزداد في الحجم كما ينتج عنه تمزق كبير في األنسجة وبذلك تفقد المادة الغذائية بهذه الطريقة قوامها المتماسك عند انصهارها. -2انخفاض كمية السائل المنفصل الـ Dripفي حالة التجميد السريع نظرا لصغر حجم البلورات وقله التمزق الذي يحدث في األنسجة على عكس الحال في حالة التجميد البطيء. -3قصر مدة التجميد السريع يقلل فرصة تعرض األغذية للفساد الحيوي. -4تمتاز المواد المجمدة سريعا من حيث القيمة الغذائية – الطعم – اللون – الرائحة -القوام كما تقارب األغذية الطازجة إلى حد كبير بعد انصهارها وذلك الحتفاظ الغرويات والبروتينات بتكوينها الطبيعية في الخلية تقريبا. Rate of thawing ب -سرعة االنصهار: كلما طالت مدة االنصهار (المدة التي تأخذها المادة الغذائية لتحول من الصورة الصلبة إلى الصورة السائلة) كلما قل السائل المنفصل حيث تتاح الفرصة لبعص البروتينات والغرويات لتمتص جزء من السائل المنفصل وبالتالي يقل الـ Dripويقل تبعا لذلك الفقد في القيمة الغذائية ولذلك فإنه يفضل التجميد السريع واالنصهار البطيء لألغذية. ج -نوع المادة الغذائية المجمدة: حيث يزداد السائل المنفصل بزيادة نسبة الرطوبة وانخفاض نسبة المواد الصلبة الغذائية في المادة الغذائية وعليه يزداد الـ Dripفي حالة األسماك عن اللحوم عند انصهار كل منها وذلك لزيادة نسبه الرطوبة في األسماك عن اللحوم. د -التعبئة: للمحافظة على اللون -الطعم -القوام -في الفاكهة المراد حفظها بالتجميد يجب أجزاء عمليه كبرته لها (باستثناء الفواكه التي تحتوي على صبغات فلفونيديه حمراء – بنفسجية - 10 13 زرقاء) وتعبئتها في محاليل سكرية.أما الخضروات يجب سلقها أوال ثم تعبئتها في محاليل ملحية وفي كل الحالتين يفضل أضافة بعض مضادات األكسدة الي المحاليل مثل حامض األسكوربيك مع مراعاة أحكام قفل العبوات المستخدمة لتقليل احتمال حدوث أكسدة أو تبادل للغازات ما أمكن أثناء التجميد السريع. الطرق الصناعية المستخدمة في تجميد المواد الغذائية- : أ-استخدام الثلج الجاف: وهو عبارة عن ثاني أك سيد الكربون في صورة صلبه (ثلج) ويمكن بواسطته الحصول على درجات حرارة في حدود °35-م وتستخدم في تجميد اللحوم بعد لفها في أوراق من السلوفان وتعبئتها في علب من الورق المقوي وتكون نسبة اللحم إلى الثلج ( )1:4ولكن تطول فترة التجميد نظرا الرتفاع درجة الحرارة نسبيا. ب -الغمر المباشر: تستخدم أساسا في تجميد األسماك حيث يتم غمر السمك في محاليل ملحية تركيزها في حدود % 23ومن ميزة هذه الطريقة سرعة تجميد األسماك كما يمكن تجميد الفاكهة في محاليل سكرية يتراوح تركيزها بين .% 65-45 ج -التجميد باالتصال الغير مباشر: وفيما يتم تجميد المادة الغذائية عن طريق االتصال الغير مباشر بين جهاز التبريد والمادة المراد تجميدها حيث يكون الجهاز عبارة عن دوالب يحتوي علي ارفف يتكون كل منها من لوح معدني مزدوج الجدران ويمر السائل المبرد بين هذه الجدر المزدوجة وتعبأ األغذية المراد تجميده ا في عبوات معدنيه أو علب من الورق مستطيلة الشكل ترص في صواني معدنيه توضع فوق األرفف ثم ترفع األرفف بنظام هيدروليكي بحيث يلمس السطح العلوي للعبوات الموضوعة فوق الرف السفلي للرف الذي يعلوه وهكذا ثم يقفل الدوالب ويشغل الجهاز حيث 11 14 يمر سائل التبريد في الجدار المزدوج لكل رف وهكذا يحدث تبادل الحرارة بين العبوات وبين األسطح العلوية والسفلية لألرفف مما يساعد علي األسرع في التجميد. د -التجميد باستخدام تيار مندفع من الهواء البارد: حيث ترص المواد الغذائية المعبأة في أنفاق يمر بها تيار مندفع من الهواء المبرد الذي يؤد ي نتيجة برودته وسرعته إلى سرعة تجميد المواد الغذائية ويتم دفع الهواء بواسطة مراوح خاصة تقوم بدفع الهواء فوق مواسير بها المحلول المبرد على الدرجة المطلوبة ثم يمرر إلى أنفاق المواد الغذائية ومن أهم عيوب هذه الطريقة هو زيادة فرص جفاف المواد الغذائية بالتبخير وتراكم الثلج على أسطح األدوات والرفوف مما يتطلب جهد مستمر في تنظيفها. وعموما تتوقف سرعة التجميد في الطرق السابقة علي: -1درجة الحرارة السائدة في غرف التجميد حيث تزداد سرعة التجميد بانخفاض درجة الحرارة -2درجة الحرارة االبتدائية للمادة الغذائية حيث كلما انخفضت كلما زادت سرعة التجميد. -3حركة الهواء كلما زادت كلما كان التجميد أسرع. -4مدي ملئ غرف التجميد حيث يكون التجميد بطيء بزيادة تكدس المواد الغذائية بالثلجة. -5نوع المادة الغذائية -نوع العبوات -أشكالها -أحجامها وطريقة تنظيمها بالثلجة. -6كفاءة عمليه التبريد وتتوقف على النظام المستخدم سواء كان مباشر أو غير مباشر وكذلك على السعة التبريدية للثلجة ومدي فقد الحرارة باإلشعاع أو التوصيل أو بهما معا. حفظ الخضروات بالتجميد-: يعتبر التجميد من أفضل طرق الحفظ بالنسبة لكثير من الخضراوات التي تؤكل مطهية كالباميا -البسلة -قطع الجزر الفاصوليا – الترولي -على العكس من هذه الخضروات التي تؤكل طازجة والتي يؤدي التجميد إلى فقد قوامها بعد االنصهار كالطماطم – الشمام – البطيخ - الخيار -الخس -الجرجير وخلفه. 12 15 خطوات تجميد الخضراوات- : -1انتخاب األصناف المناسبة وأجراء عمليات الغسيل -الفرز -التجهيز علي حسب نوع الخضار ثم التدريج وصفيا أو حجميا علي حسب الرغبة وطبيعة الخضار. -2السلق بالماء أو البخار مع التأكد من القضاء على أنزيم البيروكسيديز حيث أنه أكثر أنزيمات األكسدة تحمال للحرارة وبالتالي فإنه يتم القضاء على أنزيم الكتاليز بالتبعية والذي يؤدي في حالة وجوده إلى ظهور نكهه غير مرغوبة Off flavors -3التبريد المباشر بعد السلق بالماء البارد الجاري إليقاف حرارة السلق ومنع حدوث الطهي الزائد. -4التعبئة في العبوات المستخدمة وإضافة المحلول الملحي بتركيز حوالي .%2 -5التجميد بالطريقة السريعة على – ᴼ 40م ثم التخزين على حوالي ᴼ 20-م. أحيانا تجمد بعض الخضر مثل البسلة عن طريق إمرارها على صورة حبوب مفرطة بعد سلقها فوق سير يتحرك في أتجاه لتيار مضاد من الهواء المبرد حيث يتم تجميدها بسرعة ثم تعبأ في أكياس من السلوفان وتحفظ كذلك بدون أضافه محلول ملحي. حفظ الفاكهة بالتجميد: تجمد الفاكهة عادة بغرض استخدامها بعد ذلك في صناعة المربات – الجيلي -الفطائر وغيرها. خطوات تجميد الفاكهة- : -1انتخاب األصناف المناسبة وفي مرحلة النضج المناسبة. -2الغسيل – الفرز -التدريج علي حسب نوع الفاكهة (تقطيع -تقشير -إزالة البذور....إلخ). -3تخلط بالسكر بمعدل 5 - 2أجزاء فاكهة 1 :جزء سكر وتعبا في صفائح أو براميل وتقلب مع السكر عده مرات حتى تتجانس وقد تحفظ في محاليل سكرية وقد تجري لها عمليه كبرته ثم تجمد تجميدا سريعا على درجة o 40 -م مع التقليب أثناء التجميد لضمان التجانس ثم تخزن على o20 -م. 13 16 حفظ عصائر الفاكهة بالتجميد: تحفظ الكثير من العصائر بالتجميد بغرض المحافظة على صفاتها أقرب ما يكون إلى الحالة الطازجة. خطوات تجميد العصائر- : -1اختيار األصناف المناسبة وفي مرحلة النضج المناسبة. -2استخراج العصير وتصفيته وتجنيسه وسحب الهواء من العصير Deairationلتقليل التغيرات األوكسيدية. -3بسترة العصير على درجة حوالي 85م لمدة دقيقة واحدة إليقاف األنزيمات. -4تعبئة العصير وتجميده. عادة عند االنصهار يلحظ انفصال بعض المواد العالقة ولذلك يجب رج العصير لتجنيسه كما في حالة عصير العنب يجب تخليصه من جزء كبير من الطرطرات حتى ال تنفصل بعد االنصهار في صورة بلورات كبيرة كما يراعي قبل التجميد ترك حيز فراغ بالعبوة حوالي %10بدون تعبئة ليسمح بتمدد العصير بدون انفجار العبوات. تركيز العصائر بالتجميد: الغرض األساسي من أنتاج العصائر المركزة بالتجميد هو المحافظة على الصفات الطبيعية والكيميائية والقيمة الغذائية للعصير من تأثير المعاملت الحرارية والتي تستخدم عادة في حالة التركيز باستخدام الحرارة. خطوات تركيز العصائر بالتجميد- : استخراج العصير الطبيعي وأجراء العمليات التصنيعية عليه من تجنيس -خلخلة الهواء- البسترة ثم يجري تجميده تجميداً بطيئا وذلك ال عطاء الفرصة للماء أوال ليتجمد في صورة بلورات ثلج كبيرة الحجم وبعد تجميد العصير بالصورة السابقة يخرج من الثلجة لجرشه ثم يوضع في جهاز طرد مركزي يسمي Basket centrifugeبه أسطوانة مثقبه تدور بسرعة 9000لفه /ق بحيث تؤدي إلي طرد العصير المركز خارج الثقوب ليجمع من فتحة خاص به 14 17 أما بلورات الثلج فتتجمع داخل السلة الـ basketحيث يتم التخلص منها وبذلك نكون قد تخلصنا من جزء من ماء العصير في صورة ثلج ثم تكرر العملية حوالي 4مرات إلي أن يصل تركيز العصير إلي حد معين يختلف باختلف العصائر فمثل في الموالح حوالي %50والمشمش % 36فانه ال يمكن تركيز العصير اكثر من ذلك حيث يتجمد العصير ككل فى هذه الحالة وتسمى هذه النقطة Eutectic pointوبالتالي فأنه عندما ينصهر ككل وبعد انتهاء عمليه التركيز يعبأ العصير في علب صفيح مورنشة أو عبوات بلستيك ثم يحفظ بالتجميد لحين االستهلك حيث يخفف بالماء بحيث يعود إلي الصورة القريبة من العصير الطبيعي قبل استهلكه مباشرة. حفظ اللحوم بالتجميد- : يجب تبريد اللحوم المعده لحفظها بالتجميد بعد ذبحها وسلخها مباشرة حيث أن بقاء اللحوم بدون تبريد بعد الذبح لمدة أكثر من 24ساعة يؤدي إلي فساد اللحم نتيجة لظهور ما يعرف باللحم الحامضي الـ sour meatنتيجة لنشاط البكتريا التي تنتج أحماض عضوية في اللحم ثم التجميد بسرعة ألن بقاء اللحوم مبرده فقط لمده طوية بدون تجميد يؤدي إلي تحول لون اللحم إلي اللون البني نتيجة أكسده الهيموجلوبين في العضلت إلي ميتوميوجلوبين Methaemoglobinالبنية اللون ويمكن التغلب علي ذلك بلف اللحم -سرعة تجميده وتعديل هواء الثلجات -منع وصول الضوء إلي اللحوم المخزن وتكون عمليه التبريد عادة علي درجة حرارة o 10 - 5م حيث يساعد علي حدوث تطرية اللحم ثم يفضل التجميد السريع للحوم التي يجب أن تكون مجزأة الي قطع مناسبة تلف في ورق سيلوفان وتعبأ في علب كرتون تغطي من الخارج بالمشمع لتقليل نفاذ الرطوبة وبعد التجميد السريع تخزن علي درجة حرارة o 20 -م ورطوبة نسبية حوالي % 90وقد تتعرض اللحوم المجمدة أثناء تخزينها إلي الجفاف في السطح وتصلب األنسجة وتحول لونها إلي اللون البني ويطلق عليها حروق التجميد Freeze burns كما قد تتعرض الدهون الموجودة فيها للتزنخ خاصة عند ارتفاع درجة حرارة الثلجة أو عدم انتظامها أو وجود ضوء داخل الثلجة بعد ذلك عند الرغبة في استخدام اللحم مرة اخرج يجب 15 18 أن يتم االنصهار البطي وعلي درجة حرارة حوالي o5م ورطوبة نسبية في حدود %95حتي يقل السائل المنفصل والذي تتوقف كميته علي عده عوامل أهمها-: -1نوع ا للحم حيث يقل في اللحم الضأني عن البقري وحتى في نفس النوع نجد أن لحم الدواجن القاتم يعطي سائل منفصل اقل من البيضاء. -2الفترة بين الذبح والتجميد فإذا زادت هذه الفترة نسبيا لتليين األنسجة كما في اللحوم البقرية الكبيرة يقل السائل المنفصل. -3درجة حموضة اللحم يزداد السائل المنفصل بزيادة الحموضة حيث تصل نسبته إلى أقصى حد عن 5.2 pHوالي اقل حد عند 4.6 pHويلحظ أن التعتيق يرفع pHالى الدرجة المناسبة. -4درجة حرارة التخزين حيث يزداد كمية السائل المنفصل بزيادة درجة حرارة التخزين. -5سرعة االنصهار حيث يزداد كمية السائل بزيادة سرعة االنصهار. تجميد األسماك: وذلك بمجرد صيدها مباشرة علي مراكب الصيد أما بإضافة مخلوط الثلج المجروش والملح أو التبريد باألجهزة لحين وصولها إلي الشاطئ حيث قد تمتد هذه الفترة من أسبوع إلي عده أسابيع وقد تجمد األسماك الصغيرة في أوعيه معينه مع تغطيتها بطبقة من الماء تتحول الي ثلج بالتجميد وتسمي هذه العملية بالتزجيج Glazingلتقى األسماك من عوامل الفساد الخارجي كاألحياء الدقيقة أو حروق التجميد كما تجمد األسماك الكبيرة بعد أزاله األحشاء والراس أو حتي بعد تقطيعها إلي شرائح ثم تلف في ورق غير منفذ للرطوبة أو الهواء ويفضل غمر األسماك قبل تجميدها في محلول احد المضادات الحيوية المسموح باستخدامها أو مضادات األكسدة. 16 19 حفظ األغذية في أواني محكمة القفل التعليب Canning يقصد به حفظ األغذية في أواني محكمة القفل سواء كانت علب صفيح أو أواني زجاجية أو أي أواني اخرج يمكن تعبئتها بالمادة الغذائية ثم قفلها بإحكام ومعاملتها معامله حرارية بغرض القضاء على أنواع خاصة من األحياء الدقيقة وعلى ذلك فأن عامل الحفظ في التعليب هو: -1إحكام القفل كعامل مانع إلعادة التلوث. -2الظروف الالهوائية. -3المعاملة الحرارية (درجة حرارة وزمن معين) اللزمة للقضاء على األحياء الدقيقة بالمادة الغذائية المعبأة. أنواع العبوات المستخدمة في التعبئة والحفظ- : -1العلب الصفيح Cansوتسمي المادة الغذائية المعبأة فيها Canned foodsأو تسمي Tinned foodsكما هو الحال في إنجلترا. -2األواني الزجاجية .Glass containers -3أواني مصنوعة من أنواع خاصة من البلستيك. وعموما فأن العبوات الصفيح تمتاز بالصفات المرغوبة التالية في العبوات المثالية: قوة احتمالها ،سهولة تصنيعها وتشكيلها وفتحها لتفريغ محتوياتها ،رخص ثمنها ،خفة وزنها. خطوات حفظ المواد الغذائية في العلب نظرا ألن الخضراوات والفاكهة هي أكثر الخامات الزراعية استخداما في التعليب تحت ظروفنا المحلية فسوف نتناول خطوات تصنيعها بالتعليب. 17 20 أوال :استالم الخاماتReceiving : تتوقف جودة المنتج النهائي إلى درجة كبيرة على درجة جودة المواد الخام المستخدمة لذا وجب استخدام األصناف المناسبة من الخضر والفاكهة في مرحلة النضج المناسب حيث تختلف الصفات الواجب توافرها في الطماطم المراد تعبئتها كاملة عن الصفات الواجب توافرها في الطماطم المراد تصنيعها صلصة مثل ففي الحالة األولي يجب أن تكون الثمار: أ -منتظمة الشكل ب -متوسطة الحجم ج -تامة التلون د -متماسكة األنسجة ه -توافر صفات اللون -الطعم -الرائحة. بينما في الحالة الثانية يصبح عامل الجودة الرئيسي نسبة المواد الصلبة الكلية في العصير بينما تقل أهمية شكل الثمار وتماسك أنسجتها. مثال أخر :يجب قطف البسلة ،الفاصوليا للتعبئة قبل تليفها وزيادة نسبة النشا بها علوة على أنه يجب أن تكون الخامات طازجة بحيث تصنع في أقرب وقت ممكن بعد قطفها ولهذا وجب أنشاء مصانع الحفظ قرب أماكن اإلنتاج. ثانياً :الغسيلWashing : تجري عمليه تقع لتليين القاذورات الجافة على سطح الثمار وعادة تتم في ماء دافئ يضاف إليه 25-15جزء في المليون من الكلورين كمحلول مطهر مع تغيير ماء النقع باستمرار ثم التخلص من المواد المطهرة وأجراء عمليه الغسيل بدقة ويحدد عمليه الغسيل وقت النقع ،نوع الثمار ،درجة صلبتها ،مدي تلوثها. ومن أهم طرق الغسيل المستخدمة: -1الغسيل بالرشاشات وتناسب الثمار الطرية ذات القشور الحساسة. -2الغسيل في األالت البرميلية وتناسب الثمار الصلبة ذات القشور السميكة. 18 21 ثالثاً :التجهيزPreparation : تجهز الثمار وتحويلها إلى الصورة التي تعبأ عليها في العلب الصفيح وتختلف الخطوات باختلف طبيعة الثمار فمثل: -1البسلة تحتاج إلى تفريط. -2الفاصوليا تحتاج إلى تقطيع األطراف ثم تقطع إلى أجزاء صغيرة. -3الباميا تحتاج إلى تقميع. -4البطاطس تحتاج إلى تقشير وتقطيع. رابعاً :الفرزSorting : الستبعاد الثمار التالفة وأجزائها والغير تامة النضج وتتم عمليه الفرز بواسطة العمال. Grading خامساً :التدريج: ويجري بغرض تقسيم المادة الغذائية إلى عدة درجات- : Size grading أ -درجات حجمية باستخدام آالت تقوم بتدريج الثمار على أساس الحجم إلى عدة درجات فمثل البسلة تفضل األحجام الصغيرة الرتفاع نسبة السكر بها ولليونتها ويستخدم لذلك أسطوانة طويلة مثقبة علي حسب أحجام البسلة فتكون الثقوب في الثلث األول صغيرة نسبيا ثم تكون أكثر اتساعا في الثلث الثاني وفي الثلث األخير تكون كبيرة نوعا وبإمرار البسلة في هذه األسطوانة أثناء دورانها يمكن الحصول على أربع درجات حجمية. Quality grading ب -درجات وصفية من ناحية الجودة أي من ناحية الخواص الطبيعية والغذائية للمادة المعبأة كما في حالة البسلة حيث تدرج إلى عد ة درجات علي حسب نضجها باستخدام طريقة الطفو في محاليل ملحية. 19 22 Blanching or Scalding سادساً :السلق: حيث تسلق جميع الخضراوات تقريبا قبل تعبئتها في العلب الصفيح في الماء المغلي أو البخار أما الفاكهة فتسلق بالبخار فقط ألن الماء يؤدي إلى فقد جزء كبير من محتوياتها السكرية وتجري عمليه السلق بغرض: -1إيقاف عمل األنزيمات المؤكسدة منها والتي تؤثر على لون الخضراوات وطعمها. -2تعتبر عمليه تعقيم جزئي حيث تؤدي إلى قتل جزء من األحياء الدقيقة الملوثة. -3تليين أنسجة الخضراوات الورقية كالسبانخ وبذلك يمكن أو يسهل تعبئتها في العلب. -4التخلص من معظم المواد المخاطية التي توجد في كثير من الخضر كالباميا والقلقاس. -5إزالة الطعم الغض في كثير من الخضر كالبسلة والفاصوليا. -6إزالة المواد التي تؤثر على عكارة محلول التعبئة وبذلك يمكن الحصول على محلول رائق داخل العبوة. -7تسهيل أجزاء عمليه التسخين االبتدائي. وتختلف المدة اللزمة للسلق باختلف نوع الخضراوات ودرجة نضجها Filling سابعاً :التعبئة في العلب الصفيح: وتتم هذه العملية أما يدويا اواليا والطريقة اليدوية تأخذ وقت أطول وصعبة الضبط بينما التعبئة اإلليه تدور العلب على قرص لتعبأ كميات ثابتة من الخضر مثل البسلة والفاصوليا بينما هناك خضراوات مثل السبانخ ال تعبأ إال باليد وهي ساخنة. Brining ثامنا :إضافة المحلول الملحي أو السكر: حيث تضاف المحاليل المالئة على المادة الغذائية المعبأة في العلب الصفيح وذلك بهدف-: -1تحسين الطعم. -2تسهيل انتقال الحرارة أثناء عمليه التعقيم. وعادة تعبأ الخضراوات في محايل ملحية %3-2بينما تعبأ الفاكهة في محاليل سكرية يختلف تركيزها باختلف نوع الفاكهة المعبأة -درجة نضجها -درجة جودتها والتي تتراوح بين 20 23 الماء % 5 ،سكر في حالة البسلة يكون المحلول من % 2ملح %1 ،سكر ال كساب البسلة شيء من الطعم ال حلو المميز للبسلة الجيدة ويفضل إضافة المحلول ساخن لتسهيل عمليه التسخين االبتدائي أو قد يستغني عنه تماما حيث تعبأ بعض الخضر في عصير الطماطم أو صلصه بعد تعديل تركيزها وطعمها بالطريقة التي تناسب ذوق المستهلك كما قد يستخدم عصير الفاكهة المعبأة عند تعبئة بعض ثمار الفاكهة. Exhausting تاسعاً :التسخين االبتدائي: وهي عمليه تسخين محتويات العلبة الصفيح بعد تعبئتها وقبل أجراء عمليه القفل المزدوج بغرض التخلص من معظم الهواء الموجود داخل العلب وبالتالي الحصول على تفريغ بالعلب بعد قفلها مزدوجا. يجرى التسخين االبتدائي من خلل استخدام صناديق تسمي Exhaust Boxesحيث تمرر العلب بطريقة خاصة يمكن ضبطها للمدة اللزمة إلجراء العملية في جو من البخار داخل هذه الصناديق حيث تختلف المدة اللزمة لرفع درجة حرارة محتويات العلبة إلى الدرجة المطلوبة (o205 - 180ف) باختلف درجة حرارة المادة الغذائية والمحلول المائي عند تعبئته في العلبة الصفيح ودرجة حرارة التسخين. وتجري عمليه التسخين االبتدائي بغرض: -1التخلص من الهواء الموجود في العلب وبالتالي منع تأكل الصفيح -تقليل التغيرات األوكسيدية -منع نمو ونشاط األحياء الدقيقة الهوائية المقاومة لدرجات حرارة التعقيم. -2عمل تفريغ داخل العلبة وبقاء طرفي العلبة مقعرين للداخل بعد تعبئتها وتعقيمها ثم تبريدها. ويتوقف مقدار التفريغ داخل العلبة علي: -1طول مدة التسخين االبتدائي ودرجة حرارته. -2طول المدة التي تمر بين التسخين االبتدائي وقفل العلبة. -3طريقة أجراء عمليه القفل المزدوج كأن تجري تحت ضغط من البخار مثل. 21 24 -4حجم العلبة ودرجة ملئها بالمادة الغذائية وبالتالي حجم المساحة العلوية الموجودة في حجم العلبة Head spaceحيث كلما زاد إلي حجم معين كلما زاد مقدار التفريغ الناتج. Double seaming عاشراً :القفل المزدوج: يجب أجراء القفل المزدوج للعلب بعد خروجها مباشرة من جهاز التسخين االبتدائي للمحافظة على تأثير العملية األخيرة مع مراعاة الدقة في القفل حيث يتوقف على هذه العملية التأثير الحافظ لعملية التعقيم والحفظ وللحصول على اقصى ما يمكن من التفريغ داخل العبوات الصفيح ويتم القفل حاليا في كثير من المصانع في جو من البخار. Thermal treatment حادي عشر :التعقيم أو المعاملة الحرارية: ويقصد به معامله العلب المعبأة بعد أحكام غلقها حراريا علي درجات حرارة ومدد زمنيه كافية لوقف عوامل الفساد عن طريق قتل جميع الخليا الخضرية للكائنات الحية وجراثيم البكتريا الضارة وأيقاف عمل األنزيمات نهائيا مع توفير ظروف غير ملئمة لنمو ونشاط جراثيم األحياء الدقيقة المحبة والمقاومة للحرارة وكما سبق يقصد بالمعاملة الحرارية درجة حرارة مع زمن وكلما زادت درجة الحرارة كلما قلت المدة اللزمة للتعقيم والعكس صحيح مع ملحظة أن العلقة بينهم لوغاريتميه وليست خطية أي أن Q18 = 10ومعنى ذلك أن كل زيادة في درجة حرارة التعقيم قدرها o18ف تزيد التأثير القاتل 10مرات وبالتالي يقل الزمن اللزم للتعقيم إلي العشر فمثل إذا كان الزمن اللزم لتعقيم غذاء معين علي درجة حرارة o212ف هو 60 = 6دقائق فقط 60دقيقة فأن الزمن اللزم للحصول علي نفس التعقيم علي درجة o230ف= 10 وتتوقف المعادلة الحرارية علي-: أ -طبيعة نوع األحياء الدقيقة الملوثة للمادة المراد تعبئتها: حيث يمكن بسهولة القضاء على الفطريات – الخمائر -البكتريا الغير متجرثمة -المحبة للبرودة أو الغير محبة للحرارة ولكن المشكلة بالنسبة لجراثيم األحياء الدقيقة المقاومة لدرجات 22 25 الحرارة وقد اتخذت المعاملة الحرارية اللزمة للقضاء على جراثيم الكائن NCA 3579فى تحديد المعاملة الحرارية أو تحديد ) Thermal Death Time (TDTوهو الوقت اللزم للهلك الحراري لهذا النوع من األحياء الدقيقة اللهوائية بدال من المعاملة الحرارية اللزمة للقضاء على جراثيم بكتريا Clostridium botulinumاألقل مقاومة. ب -حموضة المادة الغذائية حيث تقسم األغذية من وجهة نظر التعقيم إلى قسمين: Acid foods -1أغذية حامضية: وهي األغذية التي رقم الـ pHلها أقل من 4.5ومن السهل حفظها نسبيا بتأثير الحرارة لما يلي: أ -أيون الهيدروجين له تأثير حافظ. ب -الميكروبات التي تنمو في هذه البيئة شديدة التأثير بالحرارة وال تكون جراثيم غالبا وعادة فان المعاملة الحرارية الالزمة لطبخ هذه األغذية أكبر من المعاملة الحرارية الالزمة لقتل الميكروبات ومن أمثلتها الفاكهة ما عدا الزيتون والطماطم من الخضراوات -الخوخ الـ pHله في حدود 4تقريبا يحتاج 15ق 212 /ف لتعقيمه بينما يحتاج طبخه إلي 20دقيقة على نفس الدرجة وبالتالي ال يؤدي تعقيم األغذية الحامضية إلى حدوث طهي زائد والذي يعرف باسم .Over cooking Low or non-acid foods -2األغذية قليلة الحموضة: وهي األغذية التي رقم ال pHلها أعلي من 4.5مثال اللحوم ومنتجاتها – األسماك – األلبان – البيض -الخضراوات ما عدا الطماطم وهذه األغذية أصعب في تعقيمها ألن الميكروبات التي تعيش في هذا الوسط تكون مكونه للجراثيم مقاومة للحرارة ويلزم لتعقيمها معاملت حرارية حوالي o120-116م (o250-240ف) لمدة تتراوح بين ( 60-20دقيقة).تبعا ً الختلف درجة التلوث -حجم العلب -طبيعة المادة المعبأة -درجة الحرارة المستخدمة وعموما 23 26 فأن المعاملة الحرارية اللزمة للتعقيم أكثر من اللزم للطبخ وبالتالي فإن بعضها يظهر فيها للطبخ الزائد Over cookingخاصة المعبأ منها في عبوات كبيرة الحجم. ج -معدل نفاذ أو انتقال الحرارة داخل العلب الصفيح. يحسب زمن المعاملة الحرارية ابتداء من وصول كل محتويات العلبة إلى الدرجة التي يجري عليها التعقيم وبما انه ال يمكن رفع درجة حرارة كل محتويات العلبة مرة واحدة وإنما ترفع درجة الحرارة تدريجيا من الخارج الي مركز العلبة لذلك فأنه يجب دراسة سرعة انتقال الحرارة من الخارج إلى الداخل وبالتالي حساب المدة اللزمة لوصول درجة حرارة مركز العلبة الي الدرجة المطلوبة والتي تختلف باختلف نوع الغذاء المعبأ -اختلف حجم العلبة. وعموما فأن هناك عدة عوامل تحدد مدة عمليه التعقيم تتلخص فيما يلي: -1مدي تلوث الخامات باألحياء الدقيقة حيث كلما زاد التلوث ذاد عدد األحياء الدقيقة كلما تطلب مدة أطول للتعقيم ومن هنا تظهر أهمية عمليات الغسيل -الفرز حيث تقلل من حمولة الخامات من األحياء الدقيقة. -2حجم العلبة حيث يزداد الوقت اللزم بزيادة المسافة بين جدار العلبة ومركزها. -3التحريك لمحتويات العلبة يساعد على سرعة النفاذ الحراري إلى مركز العلبة وبالتالي يؤدي إلى تقليل الزمن اللزم للتعقيم. -4درجة حرارة العلبة عند وصولها المعقم حيث كلما ارتفعت درجة الحرارة عند بدء التعقيم كلما وصلت الي درجة حرارة التعقيم في وقت أصغر وبالتالي كلما قلت المدة اللزمة للتعقيم. -5طبيعة انتقال الحرارة داخل المادة الصلبة وهذه تتوقف على طبيعة المادة الغذائية نفسها. -6درجة حرارة المعقم كلما زادت كلما قلت المدة اللزمة للتعقيم. وعادة تجري عمليه التعقيم لألغذية الحامضية تحت الضغط الجوي العادي في Cookersوتعقم األغذية الغير حامضة تحت ضغط عالي في Retortsوذلك حتى يمكن 24 27 الحصول على درجات حرارة اعلي من الحرارة لتعقيم مثل هذه األنواع من األغذية حيث تزداد درجة غليان الماء بمقدار 16م لكل زيادة في الضغط الجوي قدرها واحد ضغط جوي أي أن الماء يغلي على 116م عن ضغط جوي 2ضغط جوي. Sudden cooling ثاني عشر :التبريد الفجائي: حيث تبرد العلب بعد تعقيمها مباشرة لغرضين: .1إكمال عملية التعقيم حيث يؤدي التبريد المفاجئ إلى انكماش خليا البكتريا المقاومة للحرارة والمحبة للحرارة مما يؤثر على الصفات الطبيعية والكيميائية والحيوية لبروتينها مما يؤدي إلى قتلها ويزداد هذا التأثير بزيادة درجة حرارة التعقيم وعليه فإن التبريد خطوة أساسية في التعقيم وتعتبر الميكروبات التي تقتل بالتبريد عامل أمان حيث أن عدد الميكروبات التي تقتل بالتبريد ال تؤخذ في حسابات التعقيم. .2وقف تأثير حرارة التعقيم والذي يؤدي إلى ظهور طهى زائد Over cookingوما يصاحب ذلك من فقد في القيمة الغذائية واالستهلكية للمادة الغذائية. وتتم عملية التبريد إما بالغمر في أحواض بها ماء بارد متجدد ويفضل أن يحتوي على مادة مطهرة كالكلورين أو تتم في المعقمات نفسها ويتم التبريد حتى 100ف وتترك ليكمل التبريد في الجو العادي حتى تؤدي كميات الحرارة المتبقية بها إلى تبخر قطرات الماء المتبقي من عملية التبريد على أسطح العلب والتي تؤدي إلى صدأ العلب المخزنة في حالة عدم تجفيفه. Incubation for testing ثالث عشر :التخزين لالختبار: تخزن العلب قبل تسويقها مدة ال تقل عن أسبوعين في مخازن جافه مهواه حتى ال تصدأ العلب أثناء التخزين وتعتبر هذه فترة حضانة تظهر خللها أي علب بها علمات فساد (انتفاخ – ترشيح ...إلخ) بحيث يمكن فرزها واستبعاد الغير صالح وتتبع أسباب الفساد فيه وتلفيه فيما بعد. 25 28 ومن هنا تظهر أهمية الترقيم Codingللعلب أثناء قفلها ال مكان تتبع حالة العلب وفسادها من عدمه أثناء التخزين والتوزيع. رابع عشر :لصق البطاقاتLabelling : على العلب ثم وضعها في صناديق كرتون مختلفة الحجم حيث تصبح بعد ذلك معدة للتسويق مباشرة. 26 29 الحفظ بالتجفيف Preservation by dehydration يعتبر التجفيف أحدي طرق الحفظ المستديم لألغذية ويتم بنزع الرطوبة من المادة الغذائية الى حدود معينه تختلف باختلف طبيعة المادة الغذائية بواسطة الحرارة والتي يكون مصدرها طبيعي كالشمس (التجفيف الطبيعي )Sun dryingأو يكون مصدرها صناعي كالهواء الساخن أو األسطح المعدنية الساخنة أو الطرق الكهربائية وفي هذه الحالة يسمي ب (التجفيف الصناعي .(Dehydration أهمية صناعة التجفيف: -1انخفاض التكاليف بالمقارنة بالتجميد أو التعليب. -2صغر حجم ونقص وزن المواد المجففة مما يؤدي إلى خفض تكاليف نقلها – تخزينها. -3طول المدة التي يمكن حفظ األغذية المجففة إليها. -4يعد خطوة أساسية وضرورية في صناعة بعض األغذية كما في حالة البن – الشاي والتي ال يمكن حفظها بأي طريقة أخري. -5سهولة تداولها في وقت األزمات كالحروب. عيوب صناعة التجفيف: -1حدوث تغير جزئي في بعض خواص المواد الغذائية مثل الطعم -اللون -الرائحة -القوام - القيمة الغذائية مقارنه بالتجميد. -2ضرورة التحكم في ظروف التخزين واال تعرضت للتلف لسهولة امتصاصها الرطوبة. -3احتياجها لبعض المعاملت كالنقع -التصفية عند أعادة استخدامها. 27 30 طرق التجفيف: أوال :التجفيف الشمسي Sun drying وفيه تستخدم حرارة الشمس والحركة الطبيعية للهواء في عمليه التجفيف وبهذا يكون استخدام هذه الطريقة محدود على أوقات معينه من السنة وفي مناطق معينه من العالم التي تتميز بجو مشمس ودرجة حرارة مناسبة كما هو الحال في مصر حيث تجفف كميات كبيرة من البلح - الزبيب -قمر الدين – الباميا – الملوخية كما تجفف كميات كبيرة من اللحوم واألسماك شمسيا كما هو الحال في مناطق جنوب أفريقيا. مميزات التجفيف الشمسي-: -1انخفاض التكاليف وسهولة إجرائه -2ال يخشى معه من حدوث ظاهرة الجفاف السطحي. -3بعض األغذية يفضل تجفيفها شمسيا كالمشمش حيث تساعد أشعه الشمس علي اكسده الكلوروفيل في الثمار وبالتالي ينتج مشمش ذو لون زاهي (قمر الدين). عيوب التجفيف الشمسي-: -1يحتاج إلى مساحات كبيرة وعدد كبير من الصواني. -2يحتاج إلى وقت أطول. -3تتحكم فيه الظروف الجوية وبالتالي ال يمكن أجرائه على مدار العام. -4صفات الناتج تكون غير جيده حيث يكون الناتج عرضه للتلوث بالغبار -الطيور -الحشرات كما أن المادة الخام تكون عرضه للتخمير والفساد خاصة في المراحل األولي من التجفيف. -5هناك الكثير من األغذية ال يمكن تجفيفها شمسيا كاللبن – البيض -الشوربة وغيرها نظرا لتعرضها إلى التلف السريع. 28 31 ثانياً :التجفيف الصناعي: وفيه تستخدم الحرارة المتولدة صناعيا في عمليه التجفيف وبالتالي يمكن التحكم في الدرجات المستخدمة منها في مراحل التجفيف المختلفة كما يمكن التحكم في الرطوبة النسبية -سرعة الهواء المستخدم في التجفيف كما يمكن أجراء التسخين باستخدام الحرارة المباشرة أو الغير مباشرة كما يمكن أجراء التجفيف تحت تفريغ أو تحت الضغط الجوي العادي. ونظرا ألهمية الحرارة والهواء كعاملين أساسيين يتحكما في عمليه التجفيف وبالتالي صفات النتائج النهائي فأنه يمكن أيجاز دور كل منهما فيما يلي: أ -دور الحرارة في عمليه التجفيف -1رفع درجة حرارة المادة الغذائية إلى الدرجة التي يجري التجفيف عليها. -2تحويل الماء إلى بخار على درجة حرارة التجفيف. -3زيادة قدرة الهواء على حمل بخار الماء المنفصل من المادة الغذائية. -4تعويض الفقد في الحرارة أثناء التجفيف. ب-دور الهواء في عمليه التجفيف -1نقل الحرارة من أماكن توليدها إلى األغذية المراد تجفيفها. -2نقل الرطوبة من األغذية إلى خارج غرف التجفيف. أهم أسباب استخدام الهواء كوسط للتجفيف: -1سهولة االستخدام وانخفاض التكاليف. -2إمكان أجراء عمليه التجفيف تدريجيا مما يؤدي إلى تفادي تشقق الثمار أو التصاقها أو ضياع جزء من عصيرها. -3تلفى استخدام درجات حرارة عالية. -4نقل الرطوبة. 29 32 اهم العوامل التي تتوقف عليها كفاءة الهواء في التجفيف -1درجة حرارة الهواء كلما زادت درجة حرارة الهواء زادت قدرته على حمل الرطوبة وقلت الفترة اللزمة للتجفيف وبالتالي تزداد كفاءة التجفيف ولذلك يفضل استخدام اعلي درجة حرارة ممكنه بحيث ال تؤدي إلى األضرار بصفات المادة المجففة. -2سرعة الهواء حيث تزداد كفاءة التجفيف بزيادة سرعة الهواء -3الرطوبة النسبية لهواء التجفيف تزداد كفاءه التجفيف بانخفاض الرطوبة النسبية لهواء التجفيف ولذلك يجب تجديد الهواء إذا ما ارتفعت رطوبته أو على األقل خلطه بهواء جاف للستفادة من درجة حرارة الهواء الرطب الخارج من المجفف. طرق تسخين الهواء -1التسخين المباشر وفيها يمتص الهواء الحرارة الناتجة من حرق الوقود مباشرة ورغم انهها طريقة رخيصة سهله إال أنها تؤدي إلى تلوث الغذاء بنواتج احتراق الوقود. -2اإلشعاع الحراري المباشر وفيها يتم تسخين الهواء بملمسته جدران األفران كما في مجففات األنفاق -الرحوية -ذات الرزاز وتتميز بنظافة الهواء ولكن معامل االستفادة منه اقل من السابقة. -3اإلشعاع الحراري غير المباشر وفيها يتم تسخين الهواء بملمسته ألنابيب الماء الساخن كما في المجففات األسطوانية وهي طريقة عالية التكاليف ومعامل االستفادة منها منخفض. 30 33 أهم أنواع المجففات المستخدمة في التجفيف الصناعي: -1المجففات ذات المقصورات تتكون من حجرة كبيرة مقسمه إلى عده حجرات صغيرة ويوضع فيها عدد من الصواني الثابتة أو المتحركة على عربات ويمرر الهواء الساخن بين الصواني أو عموديا عليها. وهذه الطريقة إنتاجها محدود – مرتفعة التكاليف نسبيا وتستخدم في تخفيف الخضر – الفاكهة في حالة اإلنتاج المحدود والمنتظم على مدار السنة. -2مجففات األنفاق يتكون النفق من حجرة طويلة في صورة ممر طوله 15 – 10متر وارتفاعه حوالي 3 أمتار ومقطعه العرضي يسمح بمرور العربات المحملة بالصواني المحتوية على المادة الغذائية المراد تجفيفها كما بالصورة الموضحة 31 34 وعادة ما ترص الصواني فوق بعضها مع ترك مسافة بين كل صينيه وأخري حوالي 5 - 2.5سم لتسمح بمرور الهواء وتدخل العربات من أحد طرفي النفق محمله بالمادة الغذائية والذي يسمي بالطرف الرطب وتخرج بعد تجفيفها من الطرق األخر المسمى بالطرف الجاف وهذه الطريقة تناسب تجفيف الخضر – الفاكهة – اللحوم – األسماك ولو أنها تستغرق وقتا طويل في عمليه التجفيف وفي هذه الطريقة يمرر الهواء بأحدي الطرق األتية: أ -في اتجاه موازي التجاه مرور العربات وعيوب هذه الطريقة أن الهواء الساخن الجاف يقابل المادة الغذائية الطازجة فيكون معدل التبخير من السطح اعلي من معدل انتقال الرطوبة من داخل المادة الغذائية إلى السطح وبالتالي يصاب السطح بجفاف وتصلب ويقل معدل تبخير الماء منه بينما تبقي المادة الغذائية رطبه من الداخل مما يجعلها سهلة الفساد أثناء التخزين ويطلق على هذه الظاهرة بالجفاف السطحي وبالتالي نجد أن السطح المتصلب يتشقق ويؤدي إلى سهولة وضياع جزء من العصير. 32 35 ب -في اتجاه عكسي احتمال حدوث ظاهرة الجفاف السطحي ضئيل جدا ألن الهواء الساخن الجاف يقابل المادة الغذائية الجافة نوعا والتي يمكنها تحمل درجات حرارة مرتفعة نسبيا دون حدوث جفاف سطحي. ج -النظام الثنائي: وتستخدم فيه الطريقين السابقتين بوضع مدخل الهواء الساخن في وسط النفق ويمرر الهواء يمينا ويسارا ومنافذ خروج الهواء تكون على الجانبين. د -النظام ذو منافذ الخروج الوسطية وفيها يكون مدخل الهواء الساخن على جانبي النفق ويخرج الهواء المستعمل من الوسط. -3مجففات القمائن: عبارة عن طابقين سفلي يتم فيه توليد الحرارة في أفران من الخشب أو الفحم أو المازوت ويخرج من الفرن أنابيب الهواء الساخن التي تنقل الحرارة إلى المواد الغذائية في الطابق العلوي الذي يتكون من مسطح مصنوع من سدابات خشب توجد بينها مسافات تسمح بمرور الهواء الساخن ويجب تقليب المادة الغذائية باستمرار. صفات الناتج غير جيدة نظرا ألن الهواء المستخدم يكون ملوث بنواتج االحتراق. 33 36