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. يُركز البحث الحالي في تقنية التعقيم الحراري في بلدي بشكل أساسي على تحسين ظروف ومعدات التعقيم، وتتمثل الحالة المثالية لظروف التعقيم الحراري في 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 السلبي 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 علىتكنولوجيا التعقيم 

يتم تطبيق تقنية التعقيم بالهواء بشكل أساسي من خلال تحسين تقنية التعقيم السابقة بدرجة حرارة عالية والتعقيم بالتفريغ، 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، يهدف ذلك أساسًا إلى القضاء على الكائنات الدقيقة داخل الطعام أو فقدانها تمامًا، وإطالة فترة تخزينه، بما يلبي 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 استخدامًا من تقنية التعقيم التقليدية، حيث يمكنها رفع درجة حرارة الأغذية المعلبة بسرعة، مما يجعل تعقيمها الداخلي والخارجي 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 آن واحد.

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. تنشأ التأثيرات غير الحرارية بشكل رئيسي من 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 عند 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 حرارة الأغذية المعلبة، لتحقيق غرض التعقيم الحراري. تُستخدم تقنية التعقيم بالأوم بشكل واسع في الأغذية المعلبة ذات الحبيبات.

يُمكنها تقليص دورة معالجة الأطعمة المعلبة الحبيبية بشكل شامل، كما أنها تتمتع بتأثير تعقيم قوي. ومع ذلك، فإن تقنية تعقيم الأوم محدودة أيضًا بعوامل مختلفة، فعلى سبيل المثال، عند التعامل مع حبيبات الطعام كبيرة الحجم، لا يُمكنها تحقيق نتائج جيدة. وفي 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 يُمكن استخدام تقنية تعقيم الأوم، ولكنها تتميز بتأثير تعقيم جيد للخضروات والفواكه المعلبة، وهي مستخدمة على نطاق واسع في هذا المجال.

تقنية التعقيم البارد

في السنوات الأخيرة، شهدت متطلبات جودة الطعام تحسنًا مستمرًا. لم يقتصر الاهتمام على السلامة الميكروبية للغذاء، بل انصب أيضًا على محتواه الغذائي. لذلك، ظهرت تقنية التعقيم البارد. ومن أهم مميزاتها عدم الحاجة إلى تغيير درجة الحرارة أثناء عملية تعقيم الطعام. ولا تقتصر هذه الطريقة على الحفاظ على العناصر الغذائية للطعام 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 فعالًا في مختلف هياكل الأغذية. ومن بين هذه التقنيات، يُعد التعقيم بالضغط العالي جدًا الأكثر استخدامًا، والذي أظهر مزايا تطبيقية جيدة في تعقيم علب العصائر، إلا أن تقنيات التعقيم بالضغط العالي البارد الأخرى لا تزال في مراحلها الأولى من البحث ولم تُنشر وتُطبق على نطاق واسع.

تُصنف تقنية التعقيم بالضغط العالي جدًا ضمن فئة التعقيم الفيزيائي. وتقوم هذه التقنية على 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 القيمة الغذائية 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.

عقبةتكنولوجيا 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 قادرة على 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، طُوِّرت تقنية تعقيم جديدة - تقنية التعقيم بالحواجز. وقد غيّرت هذه التقنية أسلوب التعقيم البارد، ويمكن أن تلعب دورًا جيدًا في التعقيم منخفض الكثافة. نشأت تقنية التعقيم بالحواجز لأول مرة في ألمانيا، وتُستخدم 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.