ماذا تعرف عن استخدام الببتيدات المضادة للتجميد فى التجميد
نقطة جديدة موجود فى هذا الموضوع لم تصادفنى كثيرا كتبت فى هذا الموضوع ماستطعت جمعه عنها ومن لديه خليفة اتمنى ان يفيدنا بالاضافة الى بعض النقاط الهامة فى تكنولوجيا التجميد
الحفظ بالتجميد
اساس الحفظ بالتجميد هو خفض درجة حرارة المادة الغذائية الى درجة نقطة التجمد بحيث يحدث وقف لنشاط الانزيمات والميكروبات التى تعمل على فساد الاغذية
ويعتبر الحفظ بالتجميد من افضل الطرق لحفظ الاغذية حيث تنتشر المبردات والمجمدات ذات الكفاءة العالية بالإضافة الى ان الأغذية المجمدة عادة تكون قريبة الطعم والشكل من الأغذية الطازجة . ويتم الحفظ بدون اضافة مادة حافظة
-الأغذية المجمدة لاتتغير بشكل كبير من حيث المغذيات ومن المعروف ان اكثر العناصر الغذائية تأثرا هو فيتامين C ويفضل دائما تناول الاطعمة الغنية بفيتامين C بشكلها الطازج ماعدا العصائر
درجة حرارة التجميد
تختلف درجة التجميد بإختلاف نوع ودرجة نضج المادة الغذائية حيث يحدث تجميد لعصير الخلوى لها ويتوقف ذلك على نسبة المواد الصلبة الكلية الى نسبة الرطوبة فى العصيرالخلوى ولكن تكون عادة بين
-3,الى –7, م للخضروات
-6, الى –1 م للأسماك حيث –6, للأسماك الفقيرة فى الدهن و –1 للفقيرة به
-5, للالبان ويمكن ان تصل درجة الحرارة الى اقل من ذلك تبعا للمحتوى من الدهون
*وعموما يمكن القول بأنه كلما ارتفعت نسبة المواد الصلبة والدهن فى المادة الغذائية كلما انخفضت نقطة ا لتجمد حتى تصل الى –7ºم وهى نقطة تجمد النقل وهى تعتبر اقصى درجة تجميد للمواد الغذائية وسبب ذلك يرجع الى
1- خفض نسبة الرطوبة وزيادة نسبة المواد الصلبة
2- ارتفاع نسبة الدهن التى تصل الى اكثر من 50%
3- وجود قشرة صلبة عليها وهى تمثل طبقة عازلة
- اثناء تجميد المادة الغذائية تحدث ظاهرة هامة وهى ظاهرة تكون البلورات الثلجية حيث تتواجد الرطوبة بصفة اساسية داخل الخلية كما يتواجد الماء بين الخلايا ونتيجة للإنخفاض الشديد فى درجات الحرارة تتكون البلورات داخل وخارج الخلية وعند تكونها داخل الخلية نجد ان حجم الخلية يزداد نتيجة لزيادة حجم السائل المتجمد حيث يضغط على جدار اخلية الخلية فيؤدى الى تمزقها وعند اجراء عملية الاذابة نجد ان العصير الخلوى ينساب من داخل ا لى خارج الخلية بما يحملة من مواد غذائية ذائبة فى هذا السائل والذى يطلق عليه اسم Drip وعن طريق قياس حجم ال Dripيمكن الحكم على كفاءة عملية التجميد فإذا زادت كمية الDrip المفصول دلل ذلك على قلة كفاءة عملية التجميد
طرق التجميد
1- التجميد البطئ
2- التجميد السريع
الا ان سرعة عملية التجميد ذاتها تتأثر بعد ة عوامل وهى
-الوقت الازم للتجميد "الوصول الى –5م
لزيادة سرعة التجميد لابد من خفض الوقت الازم للتجميد وذلك عن طريق اختيار وسط تجميد درجة حرارته منخفضة جدا
- معدل انتقال الحرارة من سطح المادة الغذائية الى وسط التجميد ولذلك نجد ان التجميد باللمس اكثر كفاءة من التجميد بالهواء البارد
- كمية الحرارة الازم نزعها حيث تزداد سرعة التجميد بصغر كمية الحرارة الازم نزعها ولذلك ينصح بتبريد المادة الغذائيه قبل دخولها المجمد
وسط التبريد
-يفضل استخدام وسط تبريد درجة له درجة حرارة تبخير منخفضة ودرجة عالية من القابلية للإسالة على ضغط منخفض حيث وسط التبريد يتحول من الصورة السائلة الى الصورة الغازية حيث يكبس ويكثف مرة اخرى ليتحول الى سائل وهكذا
وتستخدم عديد من المركبات كوسط تبريد مثل
· غاز النشادر
وهو اكثر انتشارا فى الثلاجات التجارية لان له سعة حرارية كبيرة ولكن لايستخدم منزليا لرائحته النفاذة وقابليته للإشتعال والذوبان فى الماء
· ثانى اكسيد الكربون
ويستخدم فى غرف التبريد فى البواخر لأنه اكثر امانا وعدم قابليته للاشتعال ويعطى درجات حرارة منخفضة جدا
· ثانى اكسيد الكبريت
وهو سام ورائحته نفاذة ويتفاعل مع المعدن ولكن يسهل الكشف عنه عند تسربه
· غاز الفريون (فريون 12)
ويتميز بكونه عديم الرائحة وغير قابل للإشتعال ويمكن الحصول منه على درجات حرارة منخفضة ولا يتفاعل مع المعدن
وعموما يشترط فى الغاز المستخدم
1- سهولة التحول من صورة السائلة الى الغازيه تحت ضغط وحرارة متوسطة
2- عدم التفاعل مع المعادن المستخدمة فى جهاز التبريد
3- ثابت كيماويا ولا ينحل الى مركبات اخرى
4- سهولة الكشف عن تسربه
5- غير سام غير قابل للاشتعال او الانفجار
6- عديم الرائحة
7- درجة غليانة منخفضة بحيث بأقل درجة حرارة يمتصها من المادة يتبخر ويعطى دورة اخرى
* كلما كانت سرعة التجميد بطيئة يعنى ذلك ان المادة الغذائية سوف تأخذ وقت طويل فى منطقة تكون البلورات الثلجية مما يؤدى الى تكون باللورات كبيرة فى الحجم تضغط على جدار الخلية وتسبب تمزقه وعند الاذابة يخرج السائل المنفصل مع المادة الغذائية
* وفى حالة التجميد السريع فإن الفترة التى تقضيها المادة الغذائية فى مرحلة تكون البلورات تكون صغيرة جدا وبالتالى لاتعطى فرصة لتكون البلورات كبيرة الحجم وبالتالى لايحدث تمزق للجدار الخلوى وعند الإذابة لايحدث فاقد كبير فى المواد الغذائية وتكون اقرب مايمكن للصورة الطازجة وبالتالى تكون كفاءة التجميد عالىة
* منطقة تكون البلورات تكون عادة بين –5, الى –5 حيث يتم تجميد معظم المواد الغذائية بين هاتين الدرجتين باستثناء عدد قليل من المواد الغذائية التى تقل بها نسبة الرطوبة وتزداد نسبة الدهن
*كما يلاحظ ان عملية التجمد للسائل الخلوى تتم من الخارج للداخل بمعنى انه يتم تجميد السائل الملامس للجدار الخلية اولا ثم تنتشر ظاهرة التجمد الى داخل الخلية مع العلم بأنه بتجميد الطبقة الخارجية يزداد تركيز المادة الصلبة الكلية فى الجزء السائل المتبقي داخل الخلية وهنا يستلزم درجات حرارة اكثر برودة حتى يتم التجمد
وعادة لايتجمد كل السائل الخلوى بل يتبقى جزء غير مجمد تصل نسبته مابين 5-10% من الحجم الكلى السائل وهذا الجزء هو المسئول عن فساد الغذاء كيماويا وميكروبيولوجيا لانه يكون فى صورة حرة
الطرق واللأجهزة المستخدمة فى تجميد المواد الغذائية
1- التجميد بالغمر فى السوائل
وهى من اقدم الطرق المستخدمة فى تجميد الاسماك وفيها تستخدم ساقية بها محلول مبرد (ماء مبرد يحتوى على كلوريد صوديوم +جلسرين +سكر) حيث يعتها طى انخفاض فى درجة الحرارة يصل الى –20ºم وتوضع المادة الغذائية فى فتحة خاصة بالساقيه وبعد ان تاخذ دورتها تخرج السمكة من الفتحة السفلية مجمدة ثم تذهب بعد ذلك للتخزين . وفى بعض الاحيان تغمر السمكة بعد التجميد فى ماء مبرد فيؤدى ذلك الى تكون طبقة لامعة رقيقة حول السمكة وتسمى بال glasing كما يمكن تجميد الدواجن بهذة الطريقة مع استبدال محلول التبريد بالكحول والماء نسبة 1:1 حيث يمكن ان تصل درجة الحرارة الى –29º م
2- التجميد بالرش
توضع المادة الغذائة على سير متحرك ببطء تحت ادشاش تعطى رذاذ من المحلول المبرد درجة حرارته تتراوح بين –20الى –25ºم وتضبط سرعة السير ختى تقضى المادة وقت كافى لإتمام عملية التجميد
وتتميز هذه الطريقة بأنه يمكن استخدامها سواء كانت المادة الغذائية منتظمة الشكل او لا ولكن يعاب عليها التغير فى الطعم نتيجة للتلامس المباشر مابين المادة الغذائية ووسط التبريد وهى من الطرق المستمرة فى التجميد
3- التجميد بالتلامس
يشترط فى هذة الطريقة ان تكون المادة منتظمة الشكل والحجم وتوضع المادة الغذائية داخل دولاب به عدد من الارفف وتمر دورة التبريد التى تكون من الامونيا بين الارفف فتبر جوانب الدولاب وسطح الارفف والتى تكون ملامسة للمادة الغذائية
4- التجميد بالهواء البارد
ويكون فى صورة انفاق وكبائن وهى مشابهة لكبائن التجفيف الا انها مزودة بدورة تبريد بدلا من دورة التسخين ولكن توضع مواسير التبريد دائما اعلى الحجرة لأن ا لهواء البارد اثقل من الساخن
5-التبريد بالغاز السائل او التجميد فائق السرعة
وتعتمد على تلامس الغاز مع المادة الغذائية مباشرة (يستخدم هواء سائل مضغوط او يستعمل غاز نيتروجين سائل )وتتم هذة الطريقة بصورة مستمرة او متقطعة
اهم التغيرات التى تحدث فى اللأطعمة المجمدة
اللون
مثل اللحم الذى يكون لونه احمر وعند التجميد يتحول للون البنى نتيجة لغياب الاكسجين كما يحدث هذا التغير فى الخضراوات
تغيرات فى النزيمات
حيث يقل النشاط بفعل عملية التجميد ولكن اذا استمر النشاط فإنها تؤدى الى تغيرات غير مرغوبة فى المادة الغذائية
الحرق نتيجة للتجميد الخاطئ
حيث تظهر على سطح المادة الغذائية بقع كأنها حرق نتيجة للتجميد الخاطئ او المنزلى اواستخدام عبوات غير مناسبة او المعاملات الخاطئة عند التجميد
التغيرات الطبيعية
مثل الزبول والجفاف فى حالة الخضراوات الورقية او الاغذية التى تحتوى رطوبة عاليه
الأكسدة
وهو اهم تفاعل يقود الى فقد الجودة وفقد العناصر الغذائية فى الأغذية المجمدة
تطور النكهات الشاذة والتزنخ
بفعل التحطم التأكسدى للدهون المخزنة والدهون الموجودة فى اغشية الخلايا
المضامين التغذوية للتطورات الحديثة فى التجميد
تهدف التطورات الحديثة لتحسين الخواص الحسية للأغذية المجمدة وخفض تكلفة انتاجها وقد يكون لهذة الأهداف تأثير مهم على الإحتفاظ بالعناصر الغذائية ومنها
1- تطورات فى سلق الخضراوات والفاكهة
مثل استخدام الميكروويف او البخار بدلا من الطرق المعتادة ويتوقف ذلك تبعا لطبيعة المادة الخام
2-التخزين المجمد فى الحالة الزجاجية
الأغذية المجمدة على –18ºم الى –24ºم تحتوى على كمية من السوائل فإذا انخفضت درجة الحرارة عن ذلك فإن السائل المتبقى يدخل الحالة الزجاجية (مادة صلبة غير باللورية) مما يؤدى الى خفض معدلات التفاعلات بما فيها التفاعلات الإنزيمية بحد كبير اى تخزين لفترة اطول بدون حدوث مخاطر الاكسدة بالإضافة الى احتمالية تجميد الخضراوات والفواكه بدون الحاجة الى سلق
وتختلف الأغذية عن بعضها فى درجة الحرارة التى تدخل فيها الحالة الزجاجية
3- استخدام الببتيدات المضادة للتجمد (AFP)
وهذة تعمل على خفض نقطة التجمد للماء وتمنع زيادة حجم البللورات الثلجية خلال التخزين المبرد
تمنع احتمالية التحطم الميكانيكى والبنائى عند وضعها فى الأغذية
تحسن من الخواص الحسية للغذاء
تقلل من الفاقد من العناصر الغذائية فى ال Drip
تطبيقات هذه العملية محدودة فى الوقت الراهن بسبب التكلفة العاليه كما ان انتاجها على مستوى تجارى يتطلب استخدام التقنية الحيوية
ماهو اساس استخدام هذه الببتيدات
لوحظ ان اسماك المياه القطبية لاتتجمد دماؤها برغم انخفاض درجات الحرارة وتوصل الباحثون ان السبب فى ذلك يرجع لوجود ببتيدات لاتتجمد او مضادة للتجمد وقد تم تقسيم هذه الببتيدات الى 4 انواع تبعا الى تركيبها وهى
1- نوع 1AFPۥs وهو غنى بالألانين alanine والذى يفصل بين وحاته وعلى مسافات متساوية وحدات من Threonine و ال Asparagine كما انه يتواجد فى صورة α-helical
2- نوع 2 AFPۥsواذى يتميز بإرتفاع محتواه من ال Cystein 8%
3- نوع 3 AFPۥs وهو عبارة عن عدد من عديد ببتيد كروى صغير كحد اعلى 64 حامض امينى
4- المجموعة الاخيرة عبارة عن بروتينات كربوهيدراتية مضادة للتجمد تحتوى على ببتيدات ثلاثية متكررة والتى ترتبط مع سكريات ثنائية معينة
*كل هذه المجوعات تتشابه فى كون الببتيدات بها ليس لها نقطة تجمع عند تجميدها وتثبط نمو البلورات الثلجية
ونظرا لهذة المميزات يمكن استخدامها فى تطبيقات التجميد ولكن استخلاص الببتيدات من دماء الاسماك امر غير متاح اقتصاديا ولكن يمكن تطبيقها بإستخدام التقنية الحيوية
كما اجريت عديد من الدراسات لإنتاجها من الأحياء الدقيقة فكان اول بحث تم اقرارة لانتاجها كان بواسطة Warren et al.,1993 حيث تكونت داخل الخلية كتلة من النوع الاول مع كتل من بروتين A ل Staphylococcus aureeus
وتوصلت دراسات اخرى الى ان هذه الببتيدات تحمى الخمائر ضد التأثير المؤذى للتجميد ولم يظهر تواجد لهذه الببتيدات خارج الخليه كما لم يظهر انواع غير النوع الاول
ولكن كانت الطريقة الوحيدة لمنع بلورات الثلج كانت عن طريق السماح بعمل انزيمات البروتييز الداخلية الناتجة من الخمائر لانتاج مونمرات نشطة وهذا الامر غير مقبول فى العمليات التصنيعية وخصوصا التصنيع الغذائي وفى سبيل التغلب على هذة المشكلة تم اجراء عديد من الابحاث لمحاولة انتاج النوع الثالث الوجود فى الاسماك ولكن من الخمائر لانه من الببتيدات الكروية الصغيرة الحجم فتكون سهلة التكون فى الخمائر عن النوع ذو الصورة α-helical
مواضيع مشابهة:
اقتباس