التقدم البحثي في ​​تكنولوجيا تعقيم الأغذية المعلبة

تقنية التعقيم الحراري

تُستخدم تقنية التعقيم الحراري، التي كانت تُستخدم سابقًا لتعقيم الأطعمة المعلبة، في تطبيقات واسعة. يُمكن لتطبيق تقنية التعقيم الحراري أن يقضي على الكائنات الدقيقة بفعالية، إلا أن هذه التقنية قد تُدمر بسهولة بعض الأطعمة المعلبة الحساسة للحرارة، مما يؤثر على محتواها الغذائي ولون ونكهة الأطعمة المعلبة. يهدف البحث الحالي في تقنية التعقيم الحراري في بلدي بشكل أساسي إلى تحسين ظروف ومعدات التعقيم، وأفضل حالة لظروف التعقيم الحراري هي تنسيق درجة الحرارة بفعالية أثناء عملية التعقيم، بحيث لا يقتصر تطبيق تقنية التعقيم الحراري على تحقيق تأثير التعقيم فحسب، بل يسعى أيضًا إلى تجنب التأثير على مكونات ونكهات الأطعمة المعلبة. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم معدات التعقيم بالبخار وتقنية التعقيم بالميكروويف بشكل رئيسي في تحسين معدات التعقيم الحراري.

1. الهواء-تحتوي علىتقنية التعقيم 

يتم تطبيق تقنية التعقيم بالهواء بشكل أساسي من خلال تحسين تقنية التعقيم السابقة بدرجة حرارة عالية وتعقيم التفريغ، مما غيّر عيوب تقنية التعقيم التقليدية. تُستخدم تقنية التعقيم بالهواء عادةً في الفواكه والخضراوات المعلبة. عند استخدام تقنية التعقيم بالهواء، يجب أولاً معالجة المواد الخام للأغذية المعلبة مسبقًا، ثم تفريغها في بيئة كيس التغليف المرن عالي حاجز الأكسجين في عبوة المعلبة، وفي الوقت نفسه، يجب إضافة الغاز غير النشط إلى العلبة. ثم يُغلق البرطمان ويُوضع الطعام في حاوية تعقيم متعددة المراحل بدرجة حرارة عالية ومبردة لمزيد من تعقيم الطعام. في الظروف العادية، يمكن أن تشمل عملية المعالجة الحرارية متعددة المراحل للطعام ثلاث مراحل من التسخين المسبق والتكييف والتطهير. يجب ضبط درجة حرارة التعقيم ووقت كل رابط بشكل صحيح وفقًا لنوع وهيكل الطعام. يتم تدمير نكهة الطعام بسبب ارتفاع درجة الحرارة.

2. تقنية التعقيم بالميكروويف

عند معالجة الأغذية المعلبة بتقنية التعقيم بالميكروويف، يكون الهدف الرئيسي هو القضاء على الكائنات الدقيقة داخل الطعام أو القضاء عليها تمامًا، وإطالة فترة تخزينه، وذلك لتلبية متطلبات الأغذية المعلبة. عند استخدام تقنية التعقيم بالميكروويف لمعالجة الأغذية، يمكن تسخين الأغذية المعلبة مباشرةً داخلها وخارجها، دون الحاجة إلى توصيل الطاقة الحرارية بالتوصيل أو الحمل الحراري. كما أنها أسرع في الاستخدام من تقنية التعقيم التقليدية، حيث يمكنها رفع درجة حرارة الأغذية المعلبة بسرعة، مما يجعل تعقيمها من الداخل والخارج أكثر اتساقًا وشمولًا. في الوقت نفسه، يكون استهلاك الطاقة منخفضًا نسبيًا. ينقسم استخدام تقنية التعقيم بالميكروويف عمومًا إلى طريقتين: التأثير الحراري والتأثير الكيميائي الحيوي غير الحراري، أي استخدام الميكروويف لمعالجة الأغذية المعلبة لتسخين الطعام من الداخل إلى الخارج في نفس الوقت.

بسبب تأثير بنية الخلية الميكروبية وحقل الميكروويف، تُستقطب جزيئات الطعام المعلب حرارياً، مما يُسبب تذبذبات عالية التردد بين الجزيئات، مما يُغير بنية البروتين، ويُعطل الخلايا البكتيرية في الطعام المعلب، مما يُعيق نموها الطبيعي، وبالتالي يُحسّن من فعالية حفظ الطعام المعلب. تُعزى التأثيرات غير الديناميكية الحرارية بشكل رئيسي إلى تفاعلات فسيولوجية أو كيميائية حيوية للخلايا دون تغيرات كبيرة في درجة الحرارة، وتُعرف أيضاً بالتأثيرات البيولوجية. ونظرًا لعدم إمكانية قياس تأثير التعقيم غير الحراري، ينبغي مراعاة التأثير الحراري بشكل كامل في تصميم العملية لتحسين سلامة الطعام المعلب.

3. تقنية التعقيم بالأوم

يعتمد تطبيق تقنية التعقيم بالأوم في الأغذية المعلبة بشكل رئيسي على التعقيم الحراري من خلال المقاومة. في التطبيقات العملية، تعتمد تقنية التعقيم بالأوم بشكل رئيسي على التيار الكهربائي لتوفير الحرارة للأغذية المعلبة، مما يحقق غرض التعقيم الحراري. تُستخدم تقنية التعقيم بالأوم على نطاق واسع في الأغذية المعلبة ذات الحبيبات.

يمكن أن يقلل بشكل شامل من دورة معالجة الأطعمة المعلبة الحبيبية، وله أيضًا تأثير تعقيم قوي. ومع ذلك، فإن تقنية تعقيم أوم محدودة أيضًا بعوامل مختلفة، على سبيل المثال عند التعامل مع حبيبات الطعام كبيرة الحجم، لا يمكنها تحقيق نتائج جيدة. في الوقت نفسه، تؤثر موصلية الأطعمة المعلبة أيضًا على تأثير تعقيم هذه التقنية. لذلك، عند تعقيم بعض الأطعمة المعلبة غير المؤينة، مثل الماء النقي والدهون والكحول، لا يمكن استخدام تقنية تعقيم أوم، ولكن لها تأثير تعقيم جيد على الخضراوات والفواكه المعلبة، وهي مستخدمة على نطاق واسع في هذا المجال.

تقنية التعقيم البارد

في السنوات الأخيرة، شهدت متطلبات الناس لجودة الأغذية تحسنًا مستمرًا. لم يقتصر الاهتمام على السلامة الميكروبية للأغذية، بل انصب أيضًا على محتواها الغذائي. لذلك، ظهرت تقنية التعقيم البارد. ومن أهم مميزاتها عدم الحاجة إلى استخدام درجات الحرارة المختلفة أثناء عملية تعقيم الأغذية. ولا تقتصر هذه الطريقة على الحفاظ على العناصر الغذائية في الطعام نفسه فحسب، بل تتجنب أيضًا إفساد نكهته. كما تتميز بتأثيرها القاتل للبكتيريا.

في السنوات الأخيرة، انتشرت تقنية التعقيم البارد في بلدي على نطاق واسع. بدعم من التكنولوجيا الحديثة، طُرحت مجموعة واسعة من تقنيات التعقيم البارد، مثل التعقيم بالضغط العالي جدًا، والتعقيم بالإشعاع، والتعقيم بالنبض، والتعقيم بالأشعة فوق البنفسجية. وقد لعب تطبيق هذه التكنولوجيا دورًا جيدًا في مختلف هياكل الأغذية. ومن بين هذه التقنيات، تقنية التعقيم بالضغط العالي جدًا الأكثر استخدامًا، والتي أظهرت مزايا تطبيقية جيدة في تعقيم علب العصائر، إلا أن تقنيات التعقيم بالضغط العالي البارد الأخرى لا تزال في مراحلها الأولى من البحث ولم يتم الترويج لها وتطبيقها على نطاق واسع.

تُصنف تقنية التعقيم بالضغط العالي جدًا ضمن فئة التعقيم الفيزيائي. ويتمثل مبدأها الأساسي في توليد ضغط عالٍ جدًا في الأغذية المعلبة لقتل الكائنات الدقيقة، ومنع تدهور البروتين، وتعطيل الإنزيمات الحيوية، مما يُحقق تعقيمًا جيدًا. ولا يقتصر استخدام تقنية التعقيم بالضغط العالي جدًا على تحقيق التعقيم في درجة حرارة الغرفة، وضمان المحتوى الغذائي ونكهة الأغذية المعلبة، بل يُطيل أيضًا مدة صلاحيتها بشكل فعال، مما يجعلها أكثر أمانًا. وتُستخدم تقنية التعقيم بالضغط العالي جدًا على نطاق واسع في معالجة الأغذية المعلبة، حيث تُسهم بشكل كبير في تعقيم المربى والعصائر المعلبة وغيرها من الأطعمة.

عقبةتقنية التعقيم

تتفوق تقنية التعقيم البارد على تقنية التعقيم الحراري إلى حد ما، إذ يمكنها تثبيط الكائنات الدقيقة في الأطعمة المعلبة بفعالية. كما أنها تحل مشكلة تدمير تقنية التعقيم الحراري التقليدية للعناصر الغذائية ونكهتها، وتلبي المتطلبات الغذائية الصارمة. ومع ذلك، على الرغم من أن تقنية التعقيم البارد يمكنها تثبيط الكائنات الدقيقة المسببة للتلف في الأطعمة المعلبة بفعالية، إلا أنها لا تحقق نتائج جيدة في معالجة الجراثيم البكتيرية أو الإنزيمات الخاصة، لذا فإن تطبيق تقنية التعقيم البارد محدود نسبيًا. لذلك، طور الناس تقنية تعقيم جديدة - تقنية التعقيم بالحواجز. وقد غيرت هذه التقنية أسلوب تقنية التعقيم البارد، ويمكن أن تلعب دورًا جيدًا في التعقيم منخفض الكثافة. نشأت تقنية التعقيم بالحواجز لأول مرة في ألمانيا، ويستخدمها الناس لحفظ اللحوم. في عملية حفظ الأطعمة المعلبة، بما أن الفيديو يتضمن عوامل مانعة متعددة، فإن هذه العوامل تمنع تلف الأطعمة المعلبة بفعالية، وتمنع الكائنات الدقيقة داخلها من عبور هذه العوائق، مما يؤدي إلى تأثير المانع. وبالتالي، يتم تحقيق تعقيم جيد، وتحسين جودة الأطعمة المعلبة.

في الوقت الحاضر، تم بحث وتطبيق تقنية تعقيم الحواجز بشكل كامل في بلدي. يمكن لتعقيم الأطعمة المعلبة من خلال تقنية تعقيم الحواجز تجنب ظاهرة حموضة الطعام أو تعفنه. بالنسبة لبعض الخضروات المعلبة مثل براعم الفاصوليا والخس التي لا يمكن تعقيمها بدرجة حرارة عالية، يمكن الاستفادة الكاملة من مزايا تقنية تعقيم الحواجز. لا يقتصر تأثير العامل المبيد للجراثيم على مبيد للجراثيم فحسب، بل يمنع أيضًا تحمض الطعام المعلب أو تعفنه. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تلعب تقنية تعقيم الحواجز دورًا جيدًا في تعقيم الأسماك المعلبة. يمكن استخدام الرقم الهيدروجيني ودرجة حرارة التعقيم كعوامل حواجز، ويمكن استخدام تقنية تعقيم الحواجز لمعالجة الأطعمة المعلبة، وبالتالي تحسين جودتها.