چکیده

اعمال میدانهای الکتریکی پالسی با شدت بالا روش نوینی برای غیرفعال کردن میکروارگانیسمها و آنزیمهای نامطلوب در تکنولوژی لبنیات است. در سالهای اخیر با توجه به افزایش تقاضای مصرف کنندگان برای محصولات لبنی تازه و با عطر و طعم مطلوب و ارزش تغذیهای بالا و نیز با توجه به مشکلات خاص فرآیندهای حرارتی، علاقه روز افزونی به روشهای غیرحرارتی نگهداری محصولات لبنی ایجاد شده است. میدانهای الکتریکی پالسی با ایجاد فشار الکتریکی در دو سوی غشای میکروارگانیسمها علاوه بر ایجاد منافذ غیرقابل ترمیم و تخریب غشای سلولی که باعث غیرفعال شدن میکروارگانیسمها میشوند، کیفیت و ارزش تغذیهای محصولات لبنی را هم تحت تأثیر قرار نمیدهند. به طور کلی این روش شامل کاربرد میدانهای الکتریکی به صورت پالسهای ناگهانی و کوتاه مدت (میلی ثانیه تا میکرو ثانیه)، با فرکانس ۱-۱۰۰۰ هرتز و با ولتاژ بالا ۲۰-۸۰) کیلو ولت بر سانتیمتر) برای غذاهایی است که بین دو الکترود قرار میگیرند. با توجه به مشکلات فرایندهای حرارتی و کاربردهای زیاد میدانهای الکتریکی پالسی در تکنولوژی لبنیات انتظار میرود این فرایند بتواند جایگزین یا مکمل مناسبی برای فرایند حرارتی پاستوریزاسیون مرسوم باشد.

کلمات کلیدی

فرایندهای غیرحرارتی، میدانهای الکتریکی پالسی، شیر

۱

.۱ مقدمه

در سالهای خیر با افزایش تقاضای مصرف کنندگان برای مواد غذایی تازه، همچنین با عطر و طعم مطلوب و ارزش تغذیهای بالا بویژه در مواد غذایی مایع مانند عصاره میوهها و سبزیجات و شیر که غنی از ویتامینها، آنتی اکسیدانها مانند ویتامین C و E، ترکیبات فنولیک و کاروتنها هستند [۳۰] و با توجه به مسائل و مشکلات فرایندهای حرارتی علاقه روز افزونی به فرایندهای غیرحرارتی برای نگهداری و فراوری مواد غذایی ایجاد شده است .[۱۸] پاستوریزاسیون یکی از روشهایی است که به طور تجاری برای نگهداری و فراوری شیر و جلوگیری از انتقال میکروارگانیسمهای بیماریزا مورد استفاده قرار میگیرد [۲۸] که باعث افزایش مدت ماندگاری شیر خنک به مدت بیش از سه هفته میشود و در نهایت افزایش بار میکروبی و تغییر خصوصیات ارگانولپتیکی باعث غیرقابل مصرف شدن آن میشود .[۲۴] تکنیکهای متداول فرایندهای غیرحرارتی شامل استفاده از فرایند فشار بالا، میدانهای الکتریکی پالسی با شدت بالا۱، پالسهای نوری، میدانهای مغناطیسی نوسانی، اولتراسونیک و تکنولوژی ترکیبی میباشد. در بین این روشها متداولترین روش، استفاده از میدانهای الکتریکی پالسی با شدت بالا است که میتواند باعث غیرفعال شدن میکروارگانیسمهای عامل فساد و بیماری بدون تأثیر خاص روی کیفیت و مواد تغذیهای شود. سرآغاز استفاده از میدانهای الکتریکی پالسی برای فراوری موادغذایی مربوط به سال ۱۹۰۰ است که طی آن پاستوریزاسیون شیر برای غیرفعال میکروارگانیسمها به طریق افزایش دما انجام گرفت ۳] و .[۲۷ در گام بعدی فرایندی با عنوان “فرایند شکاف الکتریکی” انجام گرفت که در آن ابتدا شیر تا دمای ۷۰ درجه سانتیگراد حرارت داده شد و سپس از میان الکترودهای کربنی اتاقک فراوری برای غیرفعال شدن Mycobacterium tuberculosis و Escherichia coli عبور داده شد .[۱۰] چندین سال بعد استفاده از جریان متناوب با ولتاژ ۲۲۰ ولت برای پاستوریزاسیون شیر مورد توجه قرار گرفت .[۱۳] به طور کلی این روش شامل کاربرد میدانهای الکتریکی به صورت پالسهای ناگهانی و کوتاه مدت (میلی ثانیه تا میکرو ثانیه)، با فرکانس ۱-۱۰۰۰ هرتز و با ولتاژ بالا ۲۰-۸۰) کیلو ولت بر سانتیمتر) برای غذاهایی است که بین دو الکترود قرار میگیرند .[۸] در سالهای اخیر مطالعات زیادی مبنی بر استفاده از میدانهای الکتریکی پالسی در پاستوریزاسیون شیر با غیرفعال کردن میکروارگانیسمها و کاربرد در تکنولوژی لبنیات انجام شده است. در بیشتر گزارشها اثر فاکتورهای مختلف میدانهای الکتریکی پالسی روی غیرفعال کردن میکروارگانیسمها و آنزیمهای نامطلوب مورد بررسی قرار گرفته است. مشخص شد که میزان بالای کشندگی میکروارگانیسمها تحث تأثیر شدت میدان الکتریکی و تعداد پالسهای به کار رفته در فرایند میباشد .[۱۸] با وجود این کین و همکاران [۲۲] گزارش دادند که مهمترین عامل در میزان کشندگی میکروارگانیسمها مربوط به شدت میدان الکتریکی است. در ارتباط با غیرفعال کردن آنزیمها گزارشهای مختلفی وجود دارد. در برخی بررسیها غیرفعال شدن آنزیمی و در برخی افزایش فعالیت آنزیمی اولیه دیده میشود .[۳]