آیااشعه یووی در صنعت غذا کاربرد دارد ؟
آیااشعه یووی در صنعت غذا کاربرد دارد ؟
نور فرابنفش چیست ؟
نور فرابنفش به مانند امواج رادیویی، پرتوهای گاما، پرتوهای ایکس و مادون قرمز نوعی تابش الکترومغناطیسی می باشد. نور فرابنفش که از خورشید سرچشمه می گیرد، برای انسان ها قابل مشاهده نیست. این نور که باعث درخشش پوسترهای مشکی روشن می شود، در آفتاب سوختگی و برنزه شدن نقش دارد. قرار گرفتن بیش از حد در مقابل تابش فرابنفش برای بافت های زنده مضر است.
نور فرابنفش در دامنهٔ طیف الکترومغناطیسی و در بین نور مرئی و پرتوهای ایکس جای می گیرد. این نور دارای فرکانسى در حدود ۳×۱۰۱۶ تا ۸×۱۰۱۴ هرتز و طول موجی معادل ۱۰ تا ۳۸۰ نانومتر می باشد. بر اساس دستورالعمل تابش فرابنفش نیروی دریایی آمریکا، نور فرابنفش به سه بخش فرعی تقسیم می شود: UVA یا نزدیک به فرابنفش ( با طول موج ۳۱۵ تا ۴۰۰ نانومتر )؛ UVB ( با طول موج ۲۸۰ تا ۳۱۵ نانومتر )؛ و UVC ( با طول موج ۱۸۰ تا ۲۸۰ نانومتر). بر طبق این دستورالعمل، گاهی اوقات تابش هایی با طول موج ۱۰ تا ۱۸۰ نانومتر خلا نامگذاری می شوند. هوا مانعی برای این طول موج ها به شمار می آید و فقط توان انتشار در خلا را دارند.
موارد کاربرد UV برای ضدعفونی مایعات عبارتند از :
صنایع غذایی
صنایع نوشابه سازی
آب آشامیدنی
آب فرایندی
پرورش ماهی و میگو و دام و طیور
فاضلاب شهری و صنعتی
صنایع آرایشی و بهداشتی
استخرهای شنا
مدارهای بسته خنک کننده و سامانه های تهویه مطبوع
یونیزاسیون
نور فرابنفش به مانند امواج رادیویی، پرتوهای گاما، پرتوهای ایکس و مادون قرمز نوعی تابش الکترومغناطیسی می باشد. نور فرابنفش که از خورشید سرچشمه می گیرد، برای انسان ها قابل مشاهده نیست.
این نور که باعث درخشش پوسترهای مشکی روشن می شود، در آفتاب سوختگی و برنزه شدن نقش دارد.
قرار گرفتن بیش از حد در مقابل تابش فرابنفش برای بافت های زنده مضر است.
درتحقيقاتي كه درمورد روشهاي جديد نگهداري مواد غذايي صورت گرفته است، محققان توجه خاصي به امكان استفاده از اشعه هايي با فركانس هاي مختلف (از جريان الكتريكي با فركانس پايين تا تشعشعات گاما با فركانس بالا) داشته اند. (۱۰-۱).
بيشتر اين تحقيقات درمورد اشعه ماوارءبنفش ،تشعشعات يونيزه وگرم كردن با مايكروويو بوده است.
معمولا طيف كامل نور را به دو گروه تقسيم مي كنند كه هر كدام دريك طرف نور مرئي قرار مي گيرند. يك دسته شامل امواج راديويي تا اشعه مادون قرمز است كه فركانس پايين، طول موج بلند و انرژي كوانتو مي كمي دارند.
اثر روي ميكروارگانيسم ها
اثرميكروب كشي دوز مشخصي از اشعه به عوامل زير وابسته است:
۱-نوع وگونه ميكروار گانيسم :
اهميت اين عامل توسط اطلاعات درج شده درجدول ۱۰-۲ مشخص مي شود.
۲-تعداد ميكروارگانيسم ها (يا اسپورهاي) اوليه :
با افزايش تعداد ميكروارگانيسم ها ، كارايي اشعه كمتر خواهد شد.
۳-تركيب ماده غذايي :
بعضی از تركيبات مانند پروتئين ها ، كاتالاز ومواد احياء كننده( نيتريت ها ، سولفيت ها وتركيبات سولفيدريلي ) اثر حفاظتي دارند. تركيباتي كه با گروههاي SH تركيب شوندحساسيت ميكروبها را افزايش مي دهند. تركيبات حاصل از تشعشع ممكن است براي ميكروارگانيسم ها مضر باشند.
۴-حضور يا عدم حضور اكسيژن :
با توجه به نوع ميكروارگانيسم تاثير اكسيژن آزاد متفاوت است وممكن است حساسيت ميكروارگانيسم ها را افزايش دهد ويا هيچ تاثيري نداشته باشد. احتمالا درحضور اكسيژن واكنشهاي جانبي نامطلوب (بعدا بحث مي شود) تشديد مي شوند ودرخلاء يا حضور نيتروژن كاهش مي يابند
۵- حالت فيزيكي ماده غذايي درحين تشعشع :
درجه حرارت ومقدار رطوبت ماده غذايي به روشهاي متفاوتي روي ميكروارگانيسمهاي مختلف اثر مي گذاردند.
۶-شرايط ميكروارگانيسم :
سن ، درجه حرارت رشد وتوليد اسپور وحالت ميكروارگانيسم (رويشي يا اسپور) درحساسيت ميكروارگانيسم مؤثر است. اين عوامل قبلا در ارتباط با ساير روشهاي فرآوري مواد غذايي بحث شده است.
به نظر مي رسد نوع تشعشع وpH ماده غذايي تاثير كمي در دوز مورد نياز براي غير فعال كردن ميكروارگانيسم ها دارند.بعضي از پژوهشگران بيان كرده اند كه به طور كلي مقاومت ميكروارگانيسم ها به تشعشعات يونيزه ، مشابه مقاومت آنها نسبت به فرآيند هاي حرارتي است، اما در اين ارتباط استثنائاتي هم وجود دارد. به عنوان مثال اسپورهاي كلستر يديوم بوتولينوم نسبت به اشعه گاما از اسپورهاي يك باكتري فلت ساور (No.1518) ويك باكتري بي هوازي گرمادوست (T.A.No.3814) مقاوم تراند اما مقاومت حرارتي اين دو ميكروارگانيسم نسبت به كلستريديوم بيشتر است. جدول (۱۰-۲) مقدار اشعه لازم براي ازبين بردن ميكروارگانيسم هاي مختلف را نشان مي دهد. اين ارقام با توجه به شرايطي كه درپاراگراف قبل اشاره شد تغيير مي كنند.
با اين وجود بايستي توجه داشت كه :
۱-حساسيت انسان به اشعه خيلي بيشتر از ميكروارگانيسم هاست.
۲- اسپور باكتريها نسبت به سلولهاي رويشي مقاومت بيشتري دارند.
۳-به طور كلي باكتريهاي گرم منفي نسبت به باكتريهاي گرم مثبت مقاومت كمتري دارند.
۴-مقاومت مخمرها وكپكها كاملا متفاوت است اما بعضي از آنها نسبت به باكتريها مقاومت بيشتري دارند. به عنوان مثال مقاومت كانديداكروزئي جدول ۱۰-۲ مشابه مقاومت بسياري از اسپورهاي باكتريابي است.
بعضي از ميكروارگانيسم ها مقاومت خيلي بيشتري نسبت به مقدار پيش بيني شده دارند. به عنوان مثال يك ميكروكوكوس مقاوم به اشعه شبيه ميكروكوكوس روزئوس درگوشت اشعه ديده مشاهده شده است.
علاوه براين درگوشت گونه هايي از مايكروباكتريوم هم ديده شده اند كه مقاومت زيادي دارند. بنابراين احتمال جدا كردن نژادهاي مقاوم به اشعه از مواد غذايي كه كمي اشعه ديده اند وجود دارد .
چنانچه اسپور باكتريها قبل از حرارت ديدن تحت تاثير برشدت كشندگي اشعه گاما بعد از آن ندارد. چنانچه قبل از تشعشع از امواج اولتراسونيك استفاده شود حساسيت ارگانيسم ها نسبت به اشعه افزايش مي يابد.
مكانيسم اثر تخريبي اشعه روي ميكروار گانيسم ها به اين صورت فرض مي شود كه يك ذره يونيزه يا انرژي كوانتوم از يك بخش حساس سلول عبور مي كند وپس ازبرخورد مستقيم باهدف سبب يونيزه شدن اين ناحيه حساس مي شود وپس از آن سبب مرگ ميكروارگانيسم ميشود. (اين مكانيسم به تئوري هدف معروف است ).
فرضيه ديگر درمورد اثر ميكروب كشي اشعه مربوط به يونيزه شدن مواد اطرف (به ويژه آب) وتبديل آنها به راديكالهاي آزاد است . بعضي از اين راديكالها ممكن است اكسيد يا احياء شوند وبنابراين درتخريب ميكروارگانيسم مؤثراند. تشعشع همچنين ممكن است در ميكروارگانيسم متاسيون ايجاد نمايد.
اثر مواد غذايي
دوزهاي زياد اشعه كه دراستريل كردن مواد غذايي مورد استفاده قرار مي گيرند، دربعضي از مواد غذايي (واكنشهاي جانبي) ويا تغييرات ثانويه نامطلوب ايجاد مي كنند ورنگ ،بو ، طعم ويا حتي خصوصيات فيزيكي نامطلوبي به وجود مي آورند.
بعضي از تغييراتي كه دراثر استريليزاسيون مواد غذايي با اشعه به وجود مي آيند عبارت انداز:
۱-افزايش PH تخريب گلوتاتيون وافزايش تركيبات كربنيلي ، سولفات هيدروژن ومتيل مركاپتان درگوشت.
۲- تخريب آنتي اكسيد انهاي طبيعي اكسيد اسيون به همراه پليمريزاسيون جزئي وافزايش تركيبات كربنيلي درچربيها وليپيدها .
۳-كاهش بعضي از ويتامين ها مثل تيامين ، پيريدوكسين ، ويتامين K,E,D.C. در اكثر مواد غذايي اما ريبوفلاوين ونياسين نسبتا مقاوم اند.
البته دوزهاي كمتر اثرات نامطلوب كمتري در مواد غذايي ايجاد مي كنند . دوز اشعه لازم براي تخريب بيشتر آنزيمهاي موجود در مواد غذايي ۱۰-۵ برابر دوز لازم براي كشتن كليه ميكروارگانيسم هاست. بعد از تخريب كليه ميكروارگانيسم ها توسط اشعه آنزيم ها به فعاليت خود ادامه مي د هند، مگر اين كه قبل از تشعشع توسط عمل بلاچينگ غير فعال شوند.
مهمترين اثر اشعه بر خواص تغذيه اي مواد غذايي تخريب ويتامين هاست. اما به طور كلي ارزش تغذيه اي يك ماده غذايي اشعه ديده همانند ماده غذايي است كه با ساير روشها فرآوري شده است (با در نظر گرفتن اين كه زمان ماندگاري درهر دوحالت يكسان باشد). چنانچه از الكتروني با انرژي كمتر از ۱۱ مگا الكترون ولت ويا اشعه گاما حاصل از كلبات ۶۰ استفاده شود، درماده غذايي تركيبات راديواكتيو به وجود نمي آيند.
كاربردها
درحال حاضر دركشور آمريكا، استفاده از اشعه درمواد غذايي براي موارد بسيار محدودي مجاز شناخته شده است. براي كشتن حشرات وجلوگيري از فساد ميوه ها وسبزيهاي تازه، مقدار كمي اشعه (يك كيلوگري) استفاده مي شود.
علاوه براين استفاده از اشعه براي گندم (ازبين بردن حشرات)وسيب زميني( جلوگيري ازجوانه زدن) مجاز شناخته شده است. به هرحال احتمالا تمايل بيشتر وطرحهاي قانوني ، استفاده از اشعه را دراين كشور افزايش خواهد داد. درحال حاضر نزديك به سي كشور جهان ، استفاده از بعضي از مواد غذايي اشعه ديده را مجاز مي دانند. جدول ۱۰-۳ كاربردهاي اشعه را درفرآوري مواد غذايي نشان مي دهد.
فرآيند مايكروويو
استفاده از مايكروويو درگرم كردن وفرآوري مواد غذايي روبه افزايش است (به ويژه درسطح مصرف كنندگان ) مايكروويو امواج الكترو مغناطيسي بين مادون قرمز وامواج راديويي هستند (شكل ۱۰-۱ وفركانسهاي متداول آنها ۹۱۵يا ۲۴۵۰ مگاسيكل است.
وقتي يك ماده غذايي درميدان امواج مايكروويو قرار مي گيرد با تغيير جهت ميدان ملكولهاي ماده غذايي سعي مي كنند با سرعت زياد خود را درجهت ميدان قرار دهند. دراثر جنبش سريع ملكولها وبرخورد آنها با يكديگر ،حرارت توليد مي شود.
اثر نگهدارندگي يا باكتري كشي امواج مايكروويو درواقع تابعي از گرماي توليد شده است. به عبارت ديگر خود امواج مايكروويو سبب غير فعال شدن ميكروارگانيسم هاي ماده غذايي نمي شوند، بلكه حرارت توليد شده حاصل از اصطكاك ملكولها ،سبب تخريب ميكروبها مي شود.
طيف كامل نور به دو گروه تقسيم مي شود يك دسته شامل امواج راديويي تا اشعه مادون قرمز كه فركانس پايين طول موج بلند وانرژي كوانتومي كمي دارند.دسته دوم اشعه هايي كه فركانس بالا طول موج كوتاه وانرژي كوانتومي زيادي دارند. تشعشعات مورد استفاده در صنايع غذايي به دو گروه تقسيم مي شوند.
دسته اول تشعشعاتي با فركانس پايين تر وانرژي كمتر است .
دسته دوم تشعشعاتي با فركانس هاي بالاتر كه مقدار انرژي زيادي دارند .
لامپهاي ميكروب كش متداولترين منبع توليد اشعه ماوراء بنفش لامپهاي بخار كوارتز – جيوه يا لامپهاي جيوه كم فشار است .
درتحقيقاتي كه درمورد روشهاي جديد نگهداري مواد غذايي صورت گرفته است، محققان توجه خاصي به امكان استفاده از اشعه هايي با فركانس هاي مختلف (از جريان الكتريكي با فركانس پايين تا تشعشعات گاما با فركانس بالا) داشته اند. (۱۰-۱). بيشتر اين تحقيقات درمورد اشعه ماوارءبنفش ،تشعشعات يونيزه وگرم كردن با مايكروويو بوده است.
معمولا طيف كامل نور را به دو گروه تقسيم مي كنند كه هر كدام دريك طرف نور مرئي قرار مي گيرند. يك دسته شامل امواج راديويي تا اشعه مادون قرمز است كه فركانس پايين، طول موج بلند و انرژي كوانتو مي كمي دارند.
اين تشعشعات با گرم كردن ماده غذايي ،ميكروارگانيسم ها را ازبين مي برند. دسته دوم شامل اشعه هايي است كه فركانس بالا طول موج كوتاه وانرژي كوانتومي زيادي دارند وبدون گرم كردن ماده غذايي سبب تخريب ميكروارگانيسم ها بدون استفاده از حرارتهاي بالا تحت عنوان استريليزاسيون سرد معروف است.
تشعشعات مورد استفاده درصنايع غذايي (داراي طول موج كوتاه) به دو گروه تقسيم مي شوند. دسته اول شامل تشعشعاتي با فركانس پايين تر وانرژي كمتر است مانند بخش ماوراء بنفش طيف كه مقدار انرژي آن به اندازه اي است كه فقط مي تواند ملكولها را تحريك كند. اين ناحيه طيف درصنايع غذايي استفاده شده وبا عنوان اشعه ماوراء بنفش ناميده مي شود .
دسته دوم:
تشعشعاتي با فركانسهاي بالاتر هستند كه مقدار انرژي زيادي دارند وقادراند ملكولها را به يونها تجزيه نمايند واز اين رو تشعشعات يونيزه ناميده مي شوند.
عوامل مؤثر بر كارايي اشعه ماوراء بنفش
بايد توجه نمود كه اشعه ماوراء بنفش در صورتي مؤثر است كه به صورت مستقيم ويا به كمك منعكس كننده هاي خاصي تابيده شود وحتي درصورت استفاده از منعكس كننده ها ،اثر آن كمتر خواهد شد.
عوامل مؤثر بر كارايي اشعه ماوراء بنفش عبارت انداز:
۱- زمان :
هر چه زمان تابش اشعه طولاني تر باشد اثر اشعه بيشتر خواهد بود.
۲- شدت :
اشعه اي كه به يك ماده غذايي مي رسد به قدرت لامپ فاصله لامپ تا ماده غذايي نوع ومقدار دخالت مواد موجود درمسير اشعه وابسته است. مشخص است كه با افزايش قدرت لامپ ، شدت اشعه افزايش خواهد يافت . معمولا شدت برحسب ميكرووات در سانتي متر مربع اندازه گيري مي شود. مقدار يا دوز اشعه با فاصله شيء از لامپ نسبت معكوس داردو معمولا در صنعت از فاصله هاي كم استفاده مي شود . به عنوان مثال لامپي كه درفاصله پنج اينچي ماده غذايي قرار مي گيرد نسبت فاصله حدود دوازده اينچي است . گرد غبار موجود درهوا يا درلامپ وهمچنين رطوبت هوا كارايي اشعه را كاهش مي دهند. در رطوبت هاي كمتر از شصت درصد تاثير كمتري دارند.
۳- نفوذ:
ماهيت جسم يا ماده اي كه درمعرض اشعه قرار مي گيرد اثر مهمي دركارايي فرآيند دارد. ميزان نفوذ اشعه به هنگام عبور از آب زلال كاهش مي يابد وبدين ترتيب يك اثر محافظت كنندگي برميكروارگانيسم ها ايجاد مي شود. نمكهاي معدني حل شده (به ويژه آهن) وكدر بودن آب ،ميزان كارايي اشعه را به مقدار زيادي كاهش مي دهند. حتي يك لايه نازك چربي يا گريس از نفوذ اشعه جلوگيري مي كند. اشعه قدرت نفوذ دراشياء كدر وغير شفاف را ندارند. بنابراين دربيشتر موارد اشعه فقط برسطح خارجي مواد غذايي كه درمعرض مستقيم لامپ قرار گرفته اند اثر مي گذارد وبه ميكرواگانيسم هاي داخل ماده غذايي نمي رسد. ولي با اين وجود لامپها تعدادي از ميكروارگانيسم هاي زنده موجود درهواي اطراف ماده غذايي راهم از بين مي برند
کاربرد اشعه ماوراء بنفش درصنايع غذايي
كاربرد اشعه مارواء بنفش درصنايع غذايي مربوط به نگهداري بعضي از مواد غذايي است. نمونه هايي از استفاده موفقيت آميز اشعه ماوراء بنفش درصنايع غذايي عبارت است از :
ضد عفوني كردن آب مصرفي درصنايع نوشابه سازي
رسانيدن گوشت
ضد عفوني كردن چاقو براي بريدن نان
ضدعفوني كردن نان وكيك ها
ضدعفوني كردن وسايل غذا خوري ؛
جلوگيري از رشد مخمرهاي سطحي درشوري جات ، سركه وكلم برگ تخمير شده؛ كشتن اسپورهاي موجود درشكر وشربت ها؛ نگهداري وبسته بندي پنير؛ جلوگيري از رشد كپكها بر روي ديوارها وسقف ها ؛ ضد عفوني كردن هواي مورد استفاده در اتاقهاي نگهداري وفرآوري.
اثر روي ميكروارگانيسم ها
اثرميكروب كشي دوز مشخصي از اشعه به عوامل زير وابسته است:
۱- نوع وگونه ميكروار گانيسم : اهميت اين عامل توسط اطلاعات درج شده درجدول ۱۰-۲ مشخص مي شود.
۲-تعداد ميكروارگانيسم ها (يا اسپورهاي) اوليه : با افزايش تعداد ميكروارگانيسم ها ، كارايي اشعه كمتر خواهد شد.
۳-تركيب ماده غذايي : بعضي از تركيبات مانند پروتئين ها ، كاتالاز ومواد احياء كننده
( نيتريت ها ، سولفيت ها وتركيبات سولفيدريلي ) اثر حفاظتي دارند. تركيباتي كه باگروههاي SH تركيب شوندحساسيت ميكروبها را افزايش مي دهند. تركيبات حاصل از تشعشع ممكن است براي ميكروارگانيسم ها مضر باشند.
۴-حضور يا عدم حضور اكسيژن : با توجه به نوع ميكروارگانيسم تاثير اكسيژن آزاد متفاوت است وممكن است حساسيت ميكروارگانيسم ها را افزايش دهد ويا هيچ تاثيري نداشته باشد. احتمالا درحضور اكسيژن واكنشهاي جانبي نامطلوب (بعدا بحث مي شود) تشديد مي شوند ودرخلاء يا حضور نيتروژن كاهش مي يابند
۵-حالت فيزيكي ماده غذايي درحين تشعشع : درجه حرارت ومقدار رطوبت ماده غذايي به روشهاي متفاوتي روي ميكروارگانيسمهاي مختلف اثر مي گذاردند.
۶- شرايط ميكروارگانيسم : سن ، درجه حرارت رشد وتوليد اسپور وحالت ميكروارگانيسم (رويشي يا اسپور) درحساسيت ميكروارگانيسم مؤثر است. اين عوامل قبلا در ارتباط با ساير روشهاي فرآوري مواد غذايي بحث شده است.
به نظر مي رسد نوع تشعشع وpH ماده غذايي تاثير كمي در دوز مورد نياز براي غير فعال كردن ميكروارگانيسم ها دارند.بعضي از پژوهشگران بيان كرده اند كه به طور كلي مقاومت ميكروارگانيسم ها به تشعشعات يونيزه ، مشابه مقاومت آنها نسبت به فرآيند هاي حرارتي است، اما در اين ارتباط استثنائاتي هم وجود دارد. به عنوان مثال اسپورهاي كلستر يديوم بوتولينوم نسبت به اشعه گاما از اسپورهاي يك باكتري فلت ساور (No.1518) ويك باكتري بي هوازي گرمادوست (T.A.No.3814) مقاوم تراند اما مقاومت حرارتي اين دو ميكروارگانيسم نسبت به كلستريديوم بيشتر است. جدول (۱۰-۲) مقدار اشعه لازم براي ازبين بردن ميكروارگانيسم هاي مختلف را نشان مي دهد. اين ارقام با توجه به شرايطي كه درپاراگراف قبل اشاره شد تغيير مي كنند. با اين وجود بايستي توجه داشت كه :
۱- حساسيت انسان به اشعه خيلي بيشتر از ميكروارگانيسم هاست.
۲-اسپور باكتريها نسبت به سلولهاي رويشي مقاومت بيشتري دارند.
۳- به طور كلي باكتريهاي گرم منفي نسبت به باكتريهاي گرم مثبت مقاومت كمتري دارند.
۴- مقاومت مخمرها وكپكها كاملا متفاوت است اما بعضي از آنها نسبت به باكتريها مقاومت بيشتري دارند. به عنوان مثال مقاومت كانديداكروزئي جدول ۱۰-۲ مشابه مقاومت بسياري از اسپورهاي باكتريابي است.
بعضي از ميكروارگانيسم ها مقاومت خيلي بيشتري نسبت به مقدار پيش بيني شده دارند. به عنوان مثال يك ميكروكوكوس مقاوم به اشعه شبيه ميكروكوكوس روزئوس درگوشت اشعه ديده مشاهده شده است.
علاوه براين درگوشت گونه هايي از مايكروباكتريوم هم ديده شده اند كه مقاومت زيادي دارند. بنابراين احتمال جدا كردن نژادهاي مقاوم به اشعه از مواد غذايي كه كمي اشعه ديده اند وجود دارد .
چنانچه اسپور باكتريها قبل از حرارت ديدن تحت تاثير برشدت كشندگي اشعه گاما بعد از آن ندارد. چنانچه قبل از تشعشع از امواج اولتراسونيك استفاده شود حساسيت ارگانيسم ها نسبت به اشعه افزايش مي يابد.
مكانيسم اثر تخريبي اشعه روي ميكروار گانيسم ها به اين صورت فرض مي شود كه يك ذره يونيزه يا انرژي كوانتوم از يك بخش حساس سلول عبور مي كند وپس ازبرخورد مستقيم با
هدف سبب يونيزه شدن اين ناحيه حساس مي شود وپس از آن سبب مرگ ميكروارگانيسم مي
شود. (اين مكانيسم به تئوري هدف معروف است ).
فرضيه ديگر درمورد اثر ميكروب كشي اشعه مربوط به يونيزه شدن مواد اطرف (به ويژه آب) وتبديل آنها به راديكالهاي آزاد است . بعضي از اين راديكالها ممكن است اكسيد يا احياء شوند وبنابراين درتخريب ميكروارگانيسم مؤثراند. تشعشع همچنين ممكن است در ميكروارگانيسم متاسيون ايجاد نمايد.
اثر مواد غذايي
دوزهاي زياد اشعه كه دراستريل كردن مواد غذايي مورد استفاده قرار مي گيرند، دربعضي از مواد غذايي (واكنشهاي جانبي) ويا تغييرات ثانويه نامطلوب ايجاد مي كنند ورنگ ،بو ، طعم ويا حتي خصوصيات فيزيكي نامطلوبي به وجود مي آورند.
بعضي از تغييراتي كه دراثر استريليزاسيون مواد غذايي با اشعه به وجود مي آيند عبارت انداز:
۱-افزايش PH تخريب گلوتاتيون وافزايش تركيبات كربنيلي ، سولفات هيدروژن ومتيل مركاپتان درگوشت.
۲–تخريب آنتي اكسيد انهاي طبيعي اكسيد اسيون به همراه پليمريزاسيون جزئي وافزايش تركيبات كربنيلي درچربيها وليپيدها .
۳-كاهش بعضي از ويتامين ها مثل تيامين ، پيريدوكسين ، ويتامين K,E,D.C. در اكثر مواد غذايي اما ريبوفلاوين ونياسين نسبتا مقاوم اند.
البته دوزهاي كمتر اثرات نامطلوب كمتري در مواد غذايي ايجاد مي كنند . دوز اشعه لازم براي تخريب بيشتر آنزيمهاي موجود در مواد غذايي ۱۰-۵ برابر دوز لازم براي كشتن كليه ميكروارگانيسم هاست. بعد از تخريب كليه ميكروارگانيسم ها توسط اشعه آنزيم ها به فعاليت خود ادامه مي دهند، مگر اين كه قبل از تشعشع توسط عمل بلاچينگ غير فعال شوند.
مهمترين اثر اشعه بر خواص تغذيه اي مواد غذايي تخريب ويتامين هاست. اما به طور كلي ارزش تغذيه اي يك ماده غذايي اشعه ديده همانند ماده غذايي است كه با ساير روشها فرآوري شده است (با در نظر گرفتن اين كه زمان ماندگاري درهر دوحالت يكسان باشد). چنانچه از الكتروني با انرژي كمتر از ۱۱ مگا الكترون ولت ويا اشعه گاما حاصل از كلبات ۶۰ استفاده شود، درماده غذايي تركيبات راديواكتيو به وجود نمي آيند.
كاربردها
درحال حاضر دركشور آمريكا، استفاده از اشعه درمواد غذايي براي موارد بسيار محدودي مجاز شناخته شده است. براي كشتن حشرات وجلوگيري از فساد ميوه ها وسبزيهاي تازه، مقدار كمي اشعه (يك كيلوگري) استفاده مي شود.
علاوه براين استفاده از اشعه براي گندم (ازبين بردن حشرات)وسيب زميني( جلوگيري ازجوانه زدن) مجاز شناخته شده است. به هرحال احتمالا تمايل بيشتر وطرحهاي قانوني ، استفاده از اشعه را دراين كشور افزايش خواهد داد. درحال حاضر نزديك به سي كشور جهان ، استفاده از بعضي از مواد غذايي اشعه ديده را مجاز مي دانند. جدول ۱۰-۳ كاربردهاي اشعه را درفرآوري مواد غذايي نشان مي دهد.
فرآيند مايكروويو
استفاده از مايكروويو درگرم كردن وفرآوري مواد غذايي روبه افزايش است (به ويژه درسطح مصرف كنندگان ) مايكروويو امواج الكترو مغناطيسي بين مادون قرمز وامواج راديويي هستند (شكل ۱۰-۱ وفركانسهاي متداول آنها ۹۱۵يا ۲۴۵۰ مگاسيكل است.
وقتي يك ماده غذايي درميدان امواج مايكروويو قرار مي گيرد با تغيير جهت ميدان ملكولهاي ماده غذايي سعي مي كنند با سرعت زياد خود را درجهت ميدان قرار دهند. دراثر جنبش سريع ملكولها وبرخورد آنها با يكديگر ،حرارت توليد مي شود.
اثر نگهدارندگي يا باكتري كشي امواج مايكروويو درواقع تابعي از گرماي توليد شده است. به عبارت ديگر خود امواج مايكروويو سبب غير فعال شدن ميكروارگانيسم هاي ماده غذايي نمي شوند، بلكه حرارت توليد شده حاصل از اصطكاك ملكولها ،سبب تخريب ميكروبها مي شود.
طيف كامل نور به دو گروه تقسيم مي شود
يك دسته شامل امواج راديويي تا اشعه مادون قرمز كه فركانس پايين طول موج بلند وانرژي كوانتومي كمي دارند.
دسته دوم اشعه هايي كه فركانس بالا طول موج كوتاه وانرژي كوانتومي زيادي دارند. تشعشعات مورد استفاده در صنايع غذايي به دو گروه تقسيم مي شوند.
دسته اول تشعشعاتي با فركانس پايين تر وانرژي كمتر است .دسته دوم تشعشعاتي با فركانس هاي بالاتر كه مقدار انرژي زيادي دارند .
اشعه ماوراءبنفش
لامپهاي ميكروب كش متداولترين منبع توليد اشعه ماوراء بنفش لامپهاي بخار كوارتز – جيوه يا لامپهاي جيوه كم فشار است .
