کاربردهای مادون قرمز در صنایع غذایی

استفاده از پرتو مادون قرمز در صنایع غذایی از گذشته تا کنون رواج داشته است و به عنوان یکی از روش‌های فرآوری حرارتی قدیمی شناخته می‌شود. پاستوریزاسیون، پخت، ذوب کردن، خشک کردن و غیرفعال‌سازی آنزیم‌ها و عوامل بیماری‌زا نیز از جمله کاربردهای مادون قرمز در محصولات غذایی هستند.

نمونه ‌هایی از کاربرد پرتوی مادون قرمز در صنایع غذایی:

پاستوریزاسیون:

استفاده از پرتو مادون قرمز برای اهداف پاستوریزاسیون سطحی، پتانسیل تبدیل شدن به یک روش صنعتی را دارد. قرار دادن یک محصول غذایی در معرض منبع حرارتی IR منجر به افزایش دمای سطحی شده که برای غیرفعال کردن میکروارگانیسم های بیماری‌زای مدنظر موثر است. اشعه‌ی مادون قرمز عوامل بیماری‌زا را از طریق آسیب به اجزا درون سلولی مانند DNA، RNA، ریبوزوم، غشاء سلولی و پروتئین‌های سلولی غیرفعال می‌کند.

در مطالعات متعددی از پرتو مادون قرمز به منظور پاستوریزاسیون مواد غذایی استفاده شده است. به عنوان مثال می‌توان به پاستوریزه کردن سطحی پنیر دلمه، صدف، نودل ژاپنی، پاستوریزه کردن ثانویه خمیر ماهی آب‌پز شده، استرلیزه کردن سطح گندم، ضدعفونی اسپورهای قارچی در مواد کشاورزی و پاستوریزه کردن سوسیس بوقلمون و هات‌داگ آلوده به مونوسیتوژن‌ها اشاره کرد. مونوسیتوژن‌ها گونه‌ای از باکتری‌های بیماری‌زا هستند که می‌توانند در یخچال و در کنار سایر اقدامات نگهداری مواد غذایی نیز زنده بمانند و حتی رشد کنند.

این باکتری منجر به بروز بیماری لیستریوز می‌شود که علائم خفیف آن شامل تب، درد عضلانی، حالت تهوع، استفراغ و اسهال بوده و اگر شکل شدیدتر لیستریوز ایجاد شود، علائمی همچون سردرد، سفتی گردن، گیجی، از دست دادن تعادل و تشنج بروز پیدا می‌کند. حتی این باکتری در افراد بسیار جوان، افراد مسن و افرادی با سیستم ایمنی ضعیف می‌تواند منجر به مرگ شود.

پخت:

یکی از رایج‌ترین استفاده‌های پرتوی مادون قرمز در صنایع غذایی است. از پرتوی مادون قرمز برای پخت بیسکویت، کراکر (تردک)، شکلات، نوعی خمیر، گوشت گاو و همبرگر استفاده می‌شود که زمان پخت را در مقایسه با روش‌های رایج به نصف تقلیل می‌دهد. در پخت نان نیز اشاره شده است که با استفاده از این پرتو، راندمان انتقال حرارت بالاتر بوده و زمان پخت در کنار حفظ کیفیت نان، کاهش می‌یابد. پخت تخم مرغ بدون وجود آب داغ با استفاده از اشعه ی مادون قرمز نیز امکان‌پذیر است.

میکرونیزاسیون دانه‌های مختلف همچون عدس و نخود به دلیل افزایش ژلاتیناسیون و انحلال‌پذیری نشاسته می‌تواند زمان پخت را کاهش دهد. برشته کردن دانه‌های قهوه با دمای 180 تا 230 درجه سانتی‌گراد ممکن است تا 20 دقیقه طول بکشد. اما با توجه به لزوم استفاده از دمای بالاتر، انرژی IR می‌تواند به عنوان جایگزینی برای برشته کردن پشنهاد شود.

 

ذوب:

علی‌رغم اینکه امروزه از فناوری‌های پیشرفته‌ای برای انجماد و حفظ کیفیت مواد غذایی منجمد شده استفاده می‌شود اما به هنگام ذوب شدن، کیفیت ماده تحت تاثیر قرار گرفته و کاهش می یابد. به ویژه در تولید برخی محصولات غذایی مانند سوسیس و کالباس، از ماده اولیه منجمد شده استفاده می‌شود.

روش های مختلفی برای ذوب کردن قبل از فرآوری معرفی شده است که هر یک مزایا و نواقصی دارند. هدف اصلی از فرایند ذوب، به حداقل رساندن زمان ذوب برای داشتن کمترین آسیب به کیفیت محصول است. هر چند که باز هم برخی از ویژگی‌های مرتبط با کیفیت گوشت ممکن است در اثر افت چکه، تغییر در ساختار پروتئین، رشد جمعیت میکروبی و تغییرات بافت، تحت تاثیر قرار گیرند.

استفاده از اشعه‌ی مایکروویو یکی از روش های ممکن برای کاهش زمان ذوب است اما به دلیل تفاوت زیاد بین خواص دی‌الکتریک محصول منجمد و غیرمنجمد ممکن است گرمای بیش از حد در نزدیک سطح ایجاد شود. در حالی که میزان جذب پرتوی مادون قرمز در آب و یخ تقریبا یکسان بوده و از حرارت‌دهی بیش از حد جلوگیری می‌کند. به همین دلیل می‌تواند روشی مفید برای ذوب کردن باشد.

 

خشک کردن:  

یکی دیگر از کاربردهای مادون قرمز در صنعت غذا است. استفاده از پرتو مادون قرمز برای خشک کردن مواد غذایی به عنوان یکی از روش‌های کم‌هزینه و موثر در حفظ کیفیت محصول ذکر شده است. از فواید بی‌شمار پرتو مادون قرمز در فرایند خشک کردن می توان به کاهش زمان خشک شدن، منبع انرژی جایگزین، افزایش بازده انرژی، دمای یکنواخت در محصول در حین خشک کردن، کیفیت بالاتر محصولات نهایی، کاهش نیاز به جریان هوا در سراسر محصول، کسب درجه بالایی از پارامترهای کنترل فرآیند و صرفه جویی در فضا همراه با محیط کار تمیز اشاره کرد. از همین رو از پرتوی مادون قرمز برای خشک کردن میوه‌ها و سبزیجات، سیب زمینی، پیاز، سیب، جلبک دریایی، تکه‌های ماهی و پاستا استفاده می‌شود.

 

غیرفعال‌سازی آنزیم‌ها:

حرارت‌دهی با مادون قرمز می‌تواند به طور موثر برای غیرفعال‌سازی آنزیم‌ها استفاده شود. لیپوکسیژناز، آنزیمی است که منجر به تخریب دانه سویا می‌شود اما طبق یافته‌ها ظرف مدت زمان 60 ثانیه حرارت‌دهی با پرتوی مادون قرمز تا 5/95 درصد غیرفعال شد. برخی دیگر از آنزیم‌ها نیز همچون لیپاز و آلفا آمیلاز تحت تاثیر اشعه مادون قرمز قرار می‌گیرند.

به عنوان مثال حرارت‌دهی با این پرتو به مدت 6 دقیقه منجر به کاهش 60 تا 80 درصد فعالیت آنزیم لیپاز شد و غیرفعال‌سازی لیپاز و پروکسیداز منجر به کاهش تولید اسیدهای چرب و اکسیداسیون در طول ذخیره‌سازی آرد می‌شود. همچنین FIR برای غیرفعال‌سازی آنزیم‌هایی که در نخود فرنگی قبل از فرایند انجامد منجر به ایجاد بوی بد می‌شوند نیز کاربرد دارد. همچنین با استفاده از پرتوی مادون قرمز ترکیبات ضدتغذیه‌ای چون تانن و ترکیبات فنلی نیز کاهش می‌یابد.

 

لینک منبع 

درباره کاربردهای پرتوی مادون قرمز در علوم پزشکی بخوانید، در وبلاگ فست‌کوک