Паскализация - Pascalization

Паскализация, көпіршілдік, жоғары қысымды өңдеу (ГЭС)[1] немесе жоғары гидростатикалық қысым (HHP) өңдеу[2] әдісі болып табылады сақтау және зарарсыздандыру өнім өте жоғары деңгейде өңделетін тамақ қысым, белгілі бір инактивацияға әкеледі микроорганизмдер және ферменттер тағамда.[3] ГЭС тамақ өнімдеріндегі ковалентті байланыстарға шектеулі әсер етеді, осылайша өнімнің сенсорлық және қоректік жақтарын сақтайды.[4] Техника атымен аталды Блез Паскаль, 17-ғасырдағы француз ғалымы, оның жұмысында қысымның сұйықтыққа әсерін егжей-тегжейлі қарастырған. Паскализация кезінде бір дюймге 50,000 фунттан астам (340 МПа, 3,4 кбар) он бес минут ішінде қолданылуы мүмкін, бұл инактивацияға әкеледі ашытқы, зең, және бактериялар.[5][6] Паскальизация бриджманизация деп те аталады,[7] арналған физик Перси Уильямс Бриджман.[8]

Қолданады

Бүлінген микроорганизмдер мен кейбір ферменттерді ГЭС-тен ажыратып, өнімнің сенсорлық және тағамдық ерекшеліктерін сақтай отырып, сақтау мерзімін ұзарта алады.[9] Сияқты патогендік микроорганизмдер Listeria, E. coli, Salmonella, және Вибрио сонымен қатар ГЭС кезінде қолданылатын 400-1000 МПа қысымға сезімтал.[10] Осылайша, ГЭС азық-түлік өнімдерін пастеризациялауы мүмкін, өңдеу уақыты азаяды, энергияны аз пайдаланады және қалдықтар аз болады.[9]

Емдеу төмен температурада жүреді және қолдануды қамтымайды тағамдық қоспалар. 1990 жылдан бастап кейбір шырындар, желе, джемдер Жапонияда паскальдануды қолдана отырып сақталды. Қазір бұл әдіс балықтар мен еттерді сақтау үшін қолданылады, салат тұздығы, күріштен жасалған торттар, және йогурттар. Сонымен қатар. ол Ұлыбританияда сатылатын жемістерді, көкөністерді және басқа да еттерді сақтайды.[11][12]

Америка Құрама Штаттарында паскальизацияны ерте қолдану емдеу үшін болды гуакамол. Бұл тұздықтың дәмін, құрылымын немесе түсін өзгертпеді, бірақ жарамдылық мерзімі өнімнің өңдеуге дейінгі үш күнінен бастап отыз күнге дейін өсті.[5] Дегенмен, кейбір өңделген тағамдар әлі де салқын сақтауды қажет етеді, өйткені паскальдау барлығын жойып жібере алмайды белоктар, олардың кейбіреулері ферментативті белсенділік көрсетеді[13] бұл сақтау мерзіміне әсер етеді.[14]

Соңғы жылдары ГЭС өңдеу кезінде де қолданыла бастады үй жануарларына арналған шикі тағам. Мұздатылған және мұздатылған кептірілген коммерциялық шикізат диеталарының көпшілігі қазір ықтимал бактериялық және вирустық ластауыштарды жою үшін буып-түюден кейінгі ГЭС-ті өңдеуден өткізеді, бұл сальмонелла маңызды мәселелердің бірі болып табылады.[15]

Тарих

1800 жылдардың аяғы

Микроорганизмдерге қысымның әсер ету тәжірибесі 1884 жылы тіркелген,[1] және 1897 жылдан бастап сәтті эксперименттер. 1899 жылы Б.Х. Хайт микроорганизмдердің қысыммен инактивациялануын тұңғыш рет дәлелдеді. Ол микроорганизмдерге жоғары қысымның әсері туралы айтқаннан кейін, қысымның тағамға әсері туралы есептер тез арада шықты. Хайт сүттің бұзылуын болдырмауға тырысты және оның жұмысы микроорганизмдерді жоғары қысымға ұшыратып, оны жоюға болатындығын көрсетті. Ол сондай-ақ қысыммен емдейтін тағамдардың кейбір артықшылықтарын, мысалы, жетіспеушілігін атап өтті антисептиктер және талғам өзгермейді.[16]

Хайт 1897 жылдан бастап Батыс Вирджиния ауылшаруашылық тәжірибе станциясының химигі қысым мен ет, шырындар мен сүттің сақталуы арасындағы байланысты зерттейтінін айтты. Алғашқы тәжірибелер цилиндрге үлкен бұранданы кіргізіп, оны бірнеше күн бойы ұстап тұруға мәжбүр болды, бірақ бұл сүттің бұзылуын тоқтатуға ешқандай әсер етпеді. Кейінірек анағұрлым қуатты аппарат сүтті жоғары қысымға ұшырата алды, ал өңделген сүттің өңделмеген сүтке қарағанда 24-60 сағат бойы тәтті болатыны туралы хабарлады. Сүт үлгілеріне бір сағат ішінде 90 қысқа тонна (82 т) қысым жасағанда, олар бір апта бойы тәтті болды. Өкінішке орай, кейіннен зерттеушілер оның басқа өнімдерге әсерін тексеруге тырысқанда, қысым тудыратын құрылғы зақымдалды.[17]

Сонымен бірге эксперименттер жүргізілді сібір жарасы, іш сүзегі, және туберкулез, бұл зерттеушілер үшін денсаулыққа қауіп төндірді. Шынында да, процесс жақсартылғанға дейін Тәжірибе станциясының бір қызметкері іш сүзегімен ауырған.[17]

Hite хабарлаған процесс кең қолдану үшін мүмкін болмады және сүтті әрдайым толық зарарсыздандыра алмады. Неғұрлым кең тергеулер жүргізілгенімен, сүтті зерттеудің бастапқы нәтижелері оның тиімділігіне алаңдаушылық туғызды. Хит «қысым бұза алмайтын ферменттерге» қатысты «сүттегі кейбір баяу өзгерістерді» атап өтті.[18]

1900 жылдардың басында

Hite et al. 1914 жылы қысыммен зарарсыздандыру туралы неғұрлым егжей-тегжейлі есеп шығарды, оған өңдеуден кейін өнімде қалған микроорганизмдер саны кірді. Тәжірибелер басқа жемістерге, жеміс шырындарына және кейбір көкөністерге қоса әр түрлі тағамдарға жүргізілді. Олар сүттегі алдыңғы сынақтардан алынған нәтижелерге ұқсас аралас жетістіктермен кездесті. Кейбір тағамдар сақталған кезде, басқалары, мүмкін, бактериялардың жойылмаған споралары салдарынан болмады.[19]

Хайттың 1914 жылғы тергеуі микроорганизмдерге қысымның әсері туралы басқа зерттеулерге әкелді. 1918 жылы В.П. Ларсон және басқалар жариялаған зерттеу. алға жылжуға көмектесуге арналған болатын вакциналар. Бұл есеп бактериялардың споралары қысыммен әрдайым инактивтелмейтінін көрсетті, ал вегетативті бактериялар әдетте жойылды. Ларсон және басқалардың тергеуі сонымен қатар қолдануға назар аударды Көмір қышқыл газы, сутегі, және азот газ қысымы. Көмірқышқыл газы инактивациялаушы микроорганизмдердің үшеуінің ішіндегі ең тиімдісі болып табылды.[20]

1900 жылдардың аяғы - бүгін

1970 ж. Шамасында зерттеушілер бактериялардың спораларын зерттеудегі күштерін орташа қысымды қолдану жоғары қысымға қарағанда тиімдірек екендігі анықталғаннан кейін жаңартты. Бұрынғы тәжірибелерде консервацияның жеткіліксіздігін тудырған бұл споралар орташа қысыммен тезірек инактивтелді, бірақ вегетативті микробтармен салыстырғанда басқаша болды. Орташа қысымға ұшыраған кезде бактериялардың споралары өніп шығады, және пайда болған споралар қысым, жылу немесе көмегімен оңай жойылады иондаушы сәулелену.[21][22] Егер бастапқы қысым мөлшері көбейсе, онда өну үшін жағдай өте қолайлы емес, сондықтан оның орнына түпнұсқа споралар жойылуы керек. Алайда орташа қысымды қолдану әрдайым жұмыс істей бермейді, өйткені кейбір бактериялардың споралары қысыммен өнуге төзімді[22] және олардың аз бөлігі аман қалады.[23] Спораларды жою үшін қысымды және басқа емдеуді (мысалы, жылу) қолданатын консервілеу әдісі әлі күнге дейін сенімді түрде қол жеткізілген жоқ. Мұндай әдіс тағамға қысым көрсетуді кеңінен қолдануға және тағамды сақтау саласындағы басқа да жетістіктерге мүмкіндік береді.[24]

Микроорганизмдерге жоғары қысымның әсерін зерттеу, негізінен, керамикалық өңдеу саласында жетістіктерге жеткен 80-ші жылдарға дейін терең теңіз организмдеріне бағытталған. Бұл үлкен қысыммен тамақ өнімдерін өңдеуге мүмкіндік беретін машиналар өндірісіне әкелді және бұл техникаларға, әсіресе Жапонияда қызығушылық тудырды.[21] Паскальизациямен сақталған коммерциялық өнімдер алғаш рет 1990 жылы пайда болғанымен,[13] паскальизация технологиясы әлі де кеңінен қолдану үшін жетілдірілуде.[5] Өткен жылдармен салыстырғанда қазір аз өңделген өнімге сұраныс жоғары,[1] және паскальизациямен сақталған өнімдер бағалары стандартты әдістермен өңделген өнімдерден едәуір жоғары болғанымен, коммерциялық жетістіктерге қол жеткізді.[13]

21 ғасырдың басында паскальизация ұлулардың етін қабықшаларынан бөліп алатыны анықталды.[25] Омарлар, асшаяндар, шаяндар және т.с.с. паскальданған болуы мүмкін, содан кейін олардың шикі еті жарылған қабықтан жай және оңай сырғып кетеді.

Процесс

Паскальизация кезінде тамақ өнімдерін герметизациялайды және сұйық, көбінесе суы бар болат бөлікке салады, ал қысым жасау үшін сорғылар қолданылады. Сорғылар үнемі немесе мезгіл-мезгіл қысым жасай алады.[1] Жоғары қолдану гидростатикалық қысым (HHP) тағамдық өнімде көптеген микроорганизмдер жойылады, бірақ споралар жойылмаған[9]. Паскальизация әсіресе қышқыл тағамдарға, мысалы, йогурттар мен жемістерге,[3] өйткені қысымға төзімді споралар төмен деңгейде өмір сүре алмайды рН деңгейлер.[26] Емдеу қатты және сұйық өнімдерге бірдей жақсы әсер етеді.[1]

Бактериялардың споралары қоршаған орта немесе салқындатылған жағдайларда қысыммен емделуден аман қалады. Зерттеушілер қысымның жылумен ұштасуы бактериялардың спораларын инактивациялауда тиімді екенін хабарлады. Процесс қысыммен термиялық зарарсыздандыру деп аталады.[27] 2009 және 2015 жылдары Азық-түлік және дәрі-дәрмек әкімшілігі (FDA) қысыммен термиялық өңдеуге арналған екі өндірістік петицияға қарсылық білдірмеген хаттар шығарды. Қазіргі уақытта нарықта PATP-мен өңделген, қышқылдығы төмен қышқылды өнімдер жоқ.

Паскальизация кезінде тамақ сутектік байланыстар таңдалған түрде бұзылады. Паскальизация жылу негізінде емес болғандықтан, ковалентті байланыстар әсер етпейді, сондықтан тағамның дәмі өзгермейді.[28] Бұл ГЭС тағамның тағамдық құндылығын сақтай отырып, витаминдерді жоймайды дегенді білдіреді.[9] Жоғары гидростатикалық қысым жылдамдығын арттыру арқылы бұлшықет тіндеріне әсер етуі мүмкін липидті тотығу,[29] бұл өз кезегінде нашар хош иіске және денсаулыққа пайдасының төмендеуіне әкеледі.[30]Сонымен қатар, тамақ процесінде кейбір қосылыстар бар, олар емдеу процесінде өзгеруі мүмкін. Мысалы, көмірсулар тазарту процесінде температураны жоғарылатудың орнына қысымның жоғарылауымен желатинденеді.[31]

Гидростатикалық қысым тағамға тез және біркелкі әсер етуге қабілетті болғандықтан, паскальданудың тиімділігінде өнімнің ыдысының мөлшері де, оның қалыңдығы да маңызды емес. Процестің бірнеше жанама әсерлері бар, соның ішінде өнімнің тәттілігі сәл жоғарылайды, бірақ паскальдану тағамдық құндылығына, дәміне, құрылымына және сыртқы түріне қатты әсер етпейді. Нәтижесінде тағамдарды жоғары қысыммен емдеу «табиғи» консервілеу әдісі ретінде қарастырылады, өйткені химиялық консерванттар қолданылмайды.[21]

Сын

Анураг Шарма, геохимик; Джеймс Скотт, микробиолог; Вашингтондағы Карнеги институтындағы және басқалары 1 гигапаскальдан жоғары қысым кезінде микробтардың белсенділігін тікелей бақылаған.[32] Тәжірибелер 1,6 GPa (232,000 psi) қысымға дейін орындалды, бұл 16000 есе артық қалыпты ауа қысымы немесе қысым шамамен 14 есе көп ең терең мұхиттық траншея.

Тәжірибе ан депозитін қоюдан басталды Ішек таяқшасы және Shewanella oneidensis фильм Diamond Anvil Cell (DAC). Содан кейін қысым 1,6 ГПа дейін көтерілді. Осы қысымға көтеріліп, 30 сағат ұстағанда бактериялардың кем дегенде 1% -ы тірі қалды. Содан кейін экспериментаторлар in-situ көмегімен метаболизмді бақылап отырды Раман спектроскопиясы және формативті метаболизм бактериялық сынамада жалғасқанын көрсетті.

1,6 GPa - үлкен қысым, эксперимент кезінде DAC ерітіндіге айналдырды мұз-IV, бөлме температурасындағы мұз. Бактериялар форматты мұзда ыдыратқанда, химиялық реакцияға байланысты сұйық қалталар пайда болады.[33]

Бұл экспериментке біраз күдік болды. Арт Яяностың айтуынша, мұхиттанушы Скриппс Мұхиттану институты, ағзаны көбейте алатын жағдайда ғана тірі деп санау керек. DAC экспериментінің тағы бір мәселесі - жоғары қысым болған кезде, әдетте, жоғары температура да болады, бірақ бұл тәжірибеде олай болмаған. Бұл тәжірибе бөлме температурасында жүргізілді. Алайда, эксперименттерде жоғары температураның қасақана болмауы өмірге қысымның нақты әсерін оқшаулады және нәтиже өмірді көбінесе қысымға сезімтал емес деп көрсетті.[33]

Тәуелсіз зерттеу топтарының жаңа нәтижелері[34] Шарма және басқаларды растады. (2002).[32] Бұл эксперименттер арқылы экологиялық экстремалды зерттеудің ескі проблемасына жаңа көзқарастың қажеттілігін қайталайтын маңызды қадам. Микробтық өмір 600 МПа-ға дейінгі қысымда өмір сүре алады ма, жоқ па, бұл соңғы онжылдықта немесе бірнеше шашыраңқы басылымдар арқылы жарамды болатындығы туралы іс жүзінде ешқандай пікірталас жоқ.[32]

Тұтынушыларды қабылдау

Hightech Europe тұтынушыларға жүргізілген зерттеулерде тұтынушылар теріс технологияларға қарағанда жағымды сипаттамалар аталған технологияның сипаттамалары осы өнімдердің жақсы қабылданғандығын көрсетеді.[35]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

Ескертулер

  1. ^ а б c г. e Джей, Лесснер және Алтын 2005, б. 457
  2. ^ «FDA». Алынған 5 қыркүйек 2016.
  3. ^ а б Қоңыр 2007, б. 547
  4. ^ Оэй, Индравати; Лилл, Мартина; Ван Луи, Энн; Хендриккс, Марк (2008-06-01). «Жоғары қысыммен өңдеудің жемістер мен көкөністерге негізделген тағам өнімдерінің түсіне, құрылымына және дәміне әсері: шолу». Тамақтану ғылымы мен технологиясының тенденциялары. 19 (6): 320–328. дои:10.1016 / j.tifs.2008.04.001. ISSN  0924-2244.
  5. ^ а б c Қоңыр 2007, б. 546
  6. ^ Adams & Moss 2007, б. 55
  7. ^ Еремандар, Карел; Смеллер, Л. (18 тамыз, 1998). «Жоғары қысымдағы ақуыздың құрылымы және динамикасы». Biochimica et Biofhysica Acta. 1386 (2): 353–370. дои:10.1016 / S0167-4838 (98) 00102-2. PMID  9733996.
  8. ^ Оливейра және Оливейра 1999 ж, б. 335
  9. ^ а б c г. Стипендиаттар, PJ (2017). Азық-түлік өнімдерін өңдеу және технологиясы: принциптері мен практикасы. Woodhead. 12344–12733 беттер.
  10. ^ Schaschke, Carl (2010). Тамақ өнімдерін жоғары қысыммен өңдеу саласындағы әзірлемелер. Нью Йорк: Nova Science Publishers, Inc. б. 5. ISBN  978-1-61761-706-5.
  11. ^ [1]
  12. ^ [2]
  13. ^ а б c Стипендиаттар 2000, б. 217
  14. ^ Adams & Moss 2007, б. 80
  15. ^ Хиггинс, Кевин (2010). «Фидо үшін жаңа, қауіпсіз тағам». Тамақтану. 82: 17-18 - PRIMO арқылы.
  16. ^ Хендриккс және Норр 2002, б. 13
  17. ^ а б Хендриккс және Норр 2002, б. 14
  18. ^ Хендриккс және Норр 2002, 14-15 беттер
  19. ^ Хендриккс және Норр 2002, б. 15
  20. ^ Хендриккс және Норр 2002 ж, б. 16
  21. ^ а б c Adams & Moss 2007, б. 94
  22. ^ а б Хендриккс және Норр 2002, б. 17
  23. ^ Smelt, Jan P. P. M. (сәуір 1998). «Жоғары қысымды өңдеу микробиологиясының соңғы жетістіктері». Тамақтану ғылымы мен технологиясының тенденциялары. 9 (4): 152–158. дои:10.1016 / S0924-2244 (98) 00030-2.
  24. ^ Хендриккс және Норр 2002, б. 18
  25. ^ «Жоғары технологиялық процесс» Мейн лобстерін бұзады, канадалықтармен бәсекелеседі «. Workingwaterfront.com. Алынған 2014-03-19.
  26. ^ Adams & Moss 2007, 94-95 б
  27. ^ Balasubramaniam, VM, Barbosa-Cnovas, Gustavo V., Lelieveld, Huub LM (2016). Азық-түлік принциптерін, технологиясын және қолданылуын жоғары қысымда өңдеу. Спрингер. ISBN  978-1-4939-3234-4.CS1 maint: бірнеше есімдер: авторлар тізімі (сілтеме)
  28. ^ Джей, Лесснер және Алтын 2005, б. 458
  29. ^ Ошима, Тосиаки; Ушио, Хидеки; Коидзуми, Чиаки (қараша 1993). «Балықты және балық өнімдерін жоғары қысыммен өңдеу». Тамақтану ғылымы мен технологиясының тенденциялары. 4 (11): 370–375. дои:10.1016/0924-2244(93)90019-7.
  30. ^ Генри және Чапман 2002 ж, б. 442
  31. ^ Мюнтеан, Мирче-Валентин; Мариан, Овидиу; Барбиеру, Виктор; Ктюнеску, Джорджиана М .; Ранта, Овидиу; Дрокас, Иоан; Терез, Сорин (2016). «Тамақ өнеркәсібіндегі жоғары қысымды өңдеу - сипаттамалары және қолданылуы». Ауыл шаруашылығы және ауылшаруашылық ғылымының рәсімдері. 10: 377–383. дои:10.1016 / j.aaspro.2016.09.077.
  32. ^ а б c Шарма, А .; т.б. (2002). «Гигапаскаль қысымындағы микробтық белсенділік». Ғылым. 295 (5559): 1514–1516. Бибкод:2002Sci ... 295.1514S. дои:10.1126 / ғылым.1068018. PMID  11859192.
  33. ^ а б Couzin, J. (2002). «Әлемнің салмағы микробтардың иығында». Ғылым. 295 (5559): 1444–1445. дои:10.1126 / ғылым.295.5559.1444b. PMID  11859165.
  34. ^ Ванлинит, Д .; т.б. (2011). «Гигапаскаль-жоғары қысымға төзімділікті ішек таяқшасының жылдам сатып алуы». mBio. 2 (1): e00130-10. дои:10.1128 / mBio.00130-10. PMC  3025523. PMID  21264062.
  35. ^ «Құжаттар». Hightecheurope.eu. Архивтелген түпнұсқа 2012-12-05. Алынған 2014-03-19.

Библиография