رطوبت نسبی محیط: برای نگهداری مواد غذایی باید به مواد غذایی و میکروارگانیزم های برخورد کننده با آن ها توجه کرد و نمی توان هر شرایطی را برای ماده غذایی تعیین نمود، زیرا میکروارگانیزم ها در شرایط مختلفی زیست می کنند و در شرایط مطلوب خود به بافت های ماده ی غذایی حمله می کنند.
وقتی ماده غذایی که aw پایین دارد در اتمسفری با رطوبت نسبی بالا واقع شود، شروع به جذب رطوبت از محیط خواهد نمود و این عمل تا رسیدن به تعادل ادامه خواهد یافت. همین طور نیز غذایی که aw بالایی دارد وقتی در محیطی واقع شود که رطوبت نسبی پایینی دارد، آب از دست خواهد داد.
رطوبت نسبی و درجه حرارت محیط با یکدیگر ارتباط نزدیکی دارند، به طور کلی دمای بالاتر موجب رطوبت نسبی پایین تر می شود و بلعکس دمای پایین با رطوبت نسبی بالا همراه است. باید دقت نمود که غذاهایی که بیشتر دچار فساد سطحی می شوند، باید در انبار هایی قرار گیرند که دارای رطوبت نسبی کمی است.
چنین به نظر می آید که با کاهش رطوبت نسبی اتمسفر انبار، می توانیم تغییرات نامطلوب ناشی از فساد سطحی را در برخی مواد غذایی به حداقل برسانیم. ولی باید به خاطر داشت که در چنین محیطی که رطوبت نسبی پایین است، ماده غذایی، خوب آب از دست می دهد و در نتیجه تغییرات نامطلوب دیگری در آن پدید می آید. بنابراین در انتخاب رطوبت نسبی محیط همواره باید دو پارامتر را با هم، در نظر گرفت:
1. فساد سطحی در کدام رطوبت نسبی به وجود می آید؟!
2. محصول در چه رطوبت نسبی نگهداری می شود تا حداقل تغییرات کیفی درآن پدید آید؟!
حضور و غلظت گازها: به طور کلی انبار هایی که میزان CO2 در فضای آن ها بیش از 10 درصد است به نام انبار هایی با اتمسفر کنترل شده (Controlled atmosphere) معروف هستند. این انبار ها در برخی نقاط برای نگهداری سیب و گلابی استفاده می شود. معمولا اثر بازدارندگی CO2 با کاهش دما افزایش می یابد، این امر به طور عمده مربوط به افزایش حلالیت این گاز در درجه حرارت های پایین است. حساسیت باکتری های G- نسبت به CO2 بیشتر از انواع G+ است سودوموناس از جمله حساس ترین باکتری ها نسبت به CO2 است و بلعکس اسید لاکتیک باکتری ها و باکتری های بی هوازی مقاوم ترین انواع، در برابر این گاز هستند.
در رابطه با مکانیزم تاثیر CO2 بر رشد میکروارگانیزم ها و اثر بازدارنده ی این گاز دو نظریه وجود دارد. نظریه اول چنین است که CO2 باعث بلوکه شدن (متوقف شدن) متابولیسم شده و بر مجموعه ی واکنش های دکربوکسیلاسیون (حذف گروه کربوکسیلی) آنزیماتیک اثر می گذارد و نظریه دوم بر این اساس است که CO2 بر نفوذ پذیری غشای سلول اثر می گذارد.
در بحث برخورد میکروارگانیزم ها با گاز CO2 جا دارد که از اتوتروف ها که با استفاده از CO2 هوا به عنوان منبع کربن همه ی مواد آلی مورد نیاز خود را به تنهایی می‌سازند و هم چنین هتروتروف ها که کربن موجود در CO2 به طور مستقیم به مصرف آن ها نمی رسد، نام برد.
گاز اوزن نیز دارای اثر بازدارندگی بر روی میکروارگانیزم هاست با این حال از آن جا که اکسیدان قوی است نمی توان برای نگهداری مواد اسید های چرب استفاده کرد، چرا که موجب کند شدن (Rancid) چربی می شود.
اتمسفر اصلاح شده (Modified atmosphere) در نگهداری مواد غذایی استفاده می شود که به بسته بندی مواد غذایی اضافه می شود. گوشت هایی که در اتمسفر اصلاح شده باشند، عمر نگهداری بیشتری در مقایسه با حضور در اتمسفر کنترل شده دارند زیرا غلظت CO2 بیشتر و دما کمتر است و موجب حل شدن CO2 در گوشت می شود و تبدیل به اسید کربنیک شده و اسید کربنیک موجب عدم رشد باکتری ها می شود.
حضور و فعالیت میکروارگانیزم های دیگر: برخی از میکروارگانیزم ها در مواد غذایی موادی تولید می کنند که ممکن است اثر بازدارنده ی رشد یا کشندگی داشته باشند، از جمله این ترکیبات می توان از آنتی بیوتیک ها، باکتریوسین ها، هیدروژن پراکسید (H2O2)، اسید های آلی، دی استیل و ... نام برد.
اینتر فرنس (Interfrence): «حالت عمومی تداخل میکروارگانیزم ها» پدیده ای است که با فعالیت گروهی از میکروارگانیزم های موجود سبب تخریب یا مهار فعالیت میکروارگانیزم دیگر می شود، این پدیده حالت عام و غیر اختصاصی داشته و در واقع دارای فعالیت آنتاگونیسم عمومی است.
آنتاگونیسم (ضد) لاکتیکی: «حالت اختصاصی اینترفرنس» این پدیده توسط باکتری های اسید لاکتیکی اعمال شده و سبب مهار یا کشندگی میکروارگانیزم های عامل فساد و عفونت های غذایی می شود. یکی از ترکیباتی که خاصیت ضد باکتریایی دارد، رتوری است که توسط لاکتوباسیلوس تولید می شود که در مقابل تعداد زیادی از میکروارگانیزم ها دارای فعالیت ضد میکروبی است.
کشت محافظت کننده (Protective Culture): میکروارگانیزم هایی را که به دلیل خواص مهار کنندگی شان می توان به مواد غذایی افزود، کشت محافظت کننده می گویند. از جمله خواصی که این محیط کشت ها باید داشته باشند این است که از نظر سلامتی مضر نباشند و ایجاد اثرات مفیدی در محصول نمایند و هم چنین اثرات نامطلوب بر روی خواص حسی نداشته باشند.
فناوری ترکیبی (Hurdle technology): روش های مهار شبکه ای
ترکیب پارامتر های داخلی و خارجی: سال ها قبل اثر منفرد پارامتر های داخلی و خارجی بر روی میکروارگانیزم ها مورد مطالعه قرار گرفت، اما از اواسط دهه ی 80 به بعد پیشنهاد شده است که از روشی استفاده گردد که در آن از چندین عامل موثر یا چند تکنیک موثر برای حفظ و نگهداری یک ماده غذایی در برابر عوامل میکروبی استفاده شود که به روش های مهار شبکه ای معروف است. مثلا در مورد جلوگیری از رویش اسپور های کلستریدیوم بوتولینوم از عواملی چون PH کم تر از 4/6، aw کم تر از 0/94، NaCl 10 درصد، NaNO2 با 120 ppm در دمای انکوباسیون کم تر از 10 درجه سانتی گراد و فلور میکروبی به شدت هوازی استفاده می ش
فساد مواد غذایی:
آلودگی و فساد گروه های مختلف مواد غذایی:
فساد در تعریف یعنی از دست دادن کیفیت مطلوب. هر ماده صدمه دیده که برای استفاده ی انسان نامطلوب باشد، فاسد تلقی می شود. فساد به سه دسته ی فیزیکی، شیمیایی و میکروبی تقسیم می شود.
فساد میکروبی مواد غذایی ناشی از فعالیت عمده ی میکروارگانیزم ها جهت تخریب مواد غذایی نیست بلکه آن ها نیز مانند همه ی موجودات زنده هدفی جز کسب انرژی و مواد مغذی جهت ادامه ی حیات خود ندارند.
به ماده ی غذایی ای فاسد تلقی می شود که تعداد میکروارگانیزم ها به حدی برسد که حس چشایی یا بویایی انسان تغییرات کیفی ناشی از فعالیت آن را تشخیص دهد، تا زمانی که به آن حد نرسد یا به عبارتی تا زمان فاسد شدن ماده غذایی را زمان ماندگاری (Shelf life) می گویند.
فساد میوه ها و سبزیجات:
عوامل اولیه ی فساد در این محصولات عبارتند از باکتری ها، کپک ها و مخمر ها و هم چنین موجودات دیگری هم چون کرم ها، انگل ها، ویروس ها، حشرات و ... نیز می توانند موجب فساد میوه ها و سبزی ها شوند.
متوسط ترکیبات موجود در سبزی ها عبارتست از 88 % آب، 8/6 % کربوهیدرات، 1/9 % پروتئین، 0/3 % چربی، 0/84 % خاکستر (املاح (Ash)) و مقداری ویتامین و اسید های نوکلئیک. درصد بالای آب در سبزی ها، رشد و فساد باکتریایی آن ها را تشدید می کند. دامنه ی PH اکثر سبزیجات در محدوده ی رشد باکتری ها است، بنابراین باکتری ها عامل اصلی فساد سبزیجات هستند. Eh نسبتا بالای سبزیجات، سبب می شود که انواع هوازی و بی هوازی اختیاری مهم تر از انواع بی هوازی جلوه کنند.
آب در میوه ها کم تر از سبزیجات است، در صورتی که میزان کربوهیدرات میوه ها بیشتر از سبزیجات است. مواد مغذی موجود در سبزی ها جهت رشد باکتری ها، مخمر ها و کپک ها کافی به نظر می رسد اما PH میوه ها به طور کلی پایین تر از محدوده ی PH مطلوب برای رشد باکتری ها می باشد. کپک ها و مخمر ها در محدوده ی وسیعی از PH رشد می کنند لذا آن ها به عنوان اولین عوامل فساد در میوه ها مطرح هستند و باکتری ها معمولا نقش کم تری در شروع فساد دارند.
مخمر ها اغلب سبب فساد میوه ها در مزارع می شوند. بسیاری از مخمر ها قادر به تخریب مواد غذایی در نتیجه ی تخمیر مواد قندی موجود در میوه ها می باشند و طی این فرایند ترکیباتی مانند الکل و CO2 تولید می کنند. تنفس و متابولیسم سلولی در این محصولات پس از برداشت ادامه دارد و باعث تشدید فساد میکروبی می شوند لذا برای افزایش زمان ماندگاری آن ابتدا باید عمل سورتینگ (Sorting) جهت جدا سازی میوه های سالم از انواع آلوده و ضرب دیده انجام شود و سپس عمل شستشو انجام گیرد. در شستشو علاوه بر زدودن گرد و خاک و گل بار میکروبی به حداقل می رسد. همچنین پس از شستشوی این محصولات باید در درجات حرارت پایین نگهداری شوند، زیرا در اثر تنفس پس از برداشت گرما تولید شده و درجه حرارت را افزایش می دهد و مناسب برای رشد دسته ای از میکروارگانیزم ها و هم چنین فساد شیمیایی می شود.
معرفی چند نوع فساد در میوه ها و سبزیجات:
فساد نرم (Sot rot): از جمله ی انواع فساد در میوه ها و سبزیجات می باشد. طی این فساد پکتین یا سلولز موجود در ساختمان میوه ها و سبزیجات توسط آنزیم پکتیناز (پکتین استراز یا پلی گالاکتوروناز) شکسته شده و به اسید گالاکتورونیک تبدیل می شود و در نهایت به ترکیبات دیگری تبدیل می شود که در نتیجه ی آن گیاه نرم می شود و ایستایی خود را از دست می دهد و بوی بد و ظاهری مرطوب به خود می گیرد. مثلا موز در اثر فساد نرم بافتش له می شود.
بوی بد حاصله احتمالا ناشی از ترکیبات فراری نظیر NH3 و اسید های فرار می باشد که بوسیله ی فلور (مجموعه) میکروبی تولید می شود و میکروارگانیزم ها در حین رشد در محیط اسیدی تمایل به دکربوکسیلاسیون کردن پروتئین ها یا اسید های آمینه دارند که در نتیجه ی این فعالیت آمین های ایجاد شده سبب افزایش PH به محدوده ی خنثی و حتی قلیایی می شود. گونه های مختلف Erwinia در فساد نرم سبزی ها اهمیت بیشتری دارند اما در میوه ها، کپک ها نقش بیشتر در فساد نرم دارند.
جنس اروینیاErwinia :
باکتری های این جنس معمولا عامل بیمار در گیاهان بوده و تولید آنزیم پروتوپکتیناز می کند. این باکتری ها گاهی در مواد غذایی یافت می شوند و گاهی نیز صفت احیا نیترات ها در آن ها دیده می شود. (نیترات را به نیتریت تبدیل می کنند) این باکتری عامل نرم شدن و فساد گیاهان می باشد چون پکتین گیاهان را تجزیه می کند.
میکروارگانیزم های اصلی مولد فساد نرم در بعضی میوه ها و سبزی ها به شرح زیر است:
|
میوه یا سبزی |
میکروارگانیزم |
|
سیب |
باسیلوس پلی مگزا Bacillus polymexa |
|
گلابی |
پنیسیلیوم اکسپنسوم (فساد قهوه ای)Penicilium expansum |
|
انگور |
رایزوپوس نیگریکانس (لکه های سیاه) Rizopus nigricans |
|
توت فرنگی |
رایزوپوس استولونیفر Rizopus stolonifer |
|
هویج |
اروینیا کارتوورا Erwinia cartovora |
|
کلم برگ |
بوتریتیس سینری Botrytis cinerea |
|
کرفس |
موکور رسموزاس (فساد صورتی) Mocur rosemosas |
|
گوجه فرنگی |
بایسوکلامایس فولوا Byssochlamis fulva |
فساد ترش (Soar rot): در این نوع فساد در اثر فعل و انفعالات میکروارگانیزم ها اسید تولید می شود و باعث ایجاد مزه ی ترشی نامطلوبی در میوه یا سبزی می شود. عامل اصلی این نوع فساد ژئوتریکم کندیدوم (Geotrichum candidum) است، البته گونه های دیگری از کپک ها و باکتری ها نیز موجب این نوع فساد می شوند.
گونه های مختلفی از کپک و مخمر و باکتری چنان چه امکان رشد بر سطح میوه و سبزی داشته باشند، می توانند باعث لزج شدن سطح میوه و سبزی شوند. در این فساد بیش تر باکتری ها به خصوص از جنس لوی کونوستوک (Leuconostoc) دخالت دارند.
فساد خاکستری (Graymold rot): فساد دیگری است که عامل آن Botrytis cinerea است که یک میسیلیوم خاکستری تولد می کند. این نوع فساد تحت شرایط رطوبت و دمای بالا به خوبی بروز می کند. این کپک قادر است از طریق پوست سالم، بریدگی به میوه ها و سبزیجات راه یابد. آنتراکنوز (Anthracnose) بیماری گیاهی است که با نقطه نقطه شدن برگ ها، میوه ها یا غلاف های دانه ها مشخص می شود. عامل مولد این بیماری کلتریکم کوکودس (Colletrichum coccodes) می باشد. این قارچ ها بیماری ضعیفی در گیاهان ایجاد می کنند. آن ها در بقایای گیاهی موجود در خاک و دانه ی گیاهان مختلف نظیر گوجه فرنگی از فصلی تا فصل دیگر زندگی می کنند. قارچ های مذکور در آب و هوای گرم و مرطوب به خوبی گسترش می یابند.
