مقدمه

کیفیت مواد غذایی از دیدگاه متخصصین صنعت غذا معانی مختلفی دارد که میتوان به میزان مواد مغذی ماده غذایی، ایمنی ماده غذایی و پایداری آن اشاره کرد. صنعت مواد غذایی بخاطر قابلیت آن برای تولید انواع وسیعی از محصولات غذایی با کیفیت بالا برای مصرف کنندگان توسعه و پیشرفت یافته است. این کار برجسته بوسیله ساخت محصولات پایدار بواسطه فرآوری، افزودنی ها و بسته بندی که تازه ماندن ماده غذائی را در خلال فرآیند توزیع امکان پذیر میسازد، انجام میگیرد.

عموما اساس آزمایشهای عمر ماندگاری، نگهداری محصول تحت یکسری شرایط آزمایش مناسب و پایش حالت محصول در طی زمان تا زمانی که محصول فاسد گردد می باشد. آزمایش های تسریع شده عمر ماندگاری به معنی نگهداری محصول تحت شرایط سخت تر از شرایط آزمون معمولا بالاتر از دما و رطوبت نسبی معمولی است. این شرایط سخت سرعت تغییر ماهیت معمولی را تسریع کرده و بنابراین فساد محصول بطور قابل توجهی زودتر رخ میدهد. داده های حاصل از مطالعه معمولی عمر ماندگاری بر روی محصول مشابه با داده های تسریع شده ترکیب میشود تا یک نسبت معمولی / تسریع شده حاصل گردد. از لحاظ تئوری می توان تغییرات محصول را با استفاده از شرایط تسریع شده مطالعه نمود و زودتر عمر ماندگاری را در شرایط انبار مانی یافت.

عوامل موثر بر عمر ماندگاری

عوامل بسیاری وجود دارند که عمر ماندگاری را تحت تاثیر قرار می دهند و به عوامل داخلی و خارجی تقسیم میشوند. عوامل داخلی مربوط به خواص محصول نهایی است که شامل مواردی از قبیل فعالیت آبی، میزان pH و اسیدیته کل، اکسیژن در دسترس، مواد مغذی، ترکیبات محصول و استفاده از نگهدارنده ها در فرمولاسیون محصول میباشد و عوامل خارجی نیز شامل طرح زمان – دما در طی فرآیند میزان فشار در فضای خالی قوطی، کنترل دما در زمان انبارداری و توزیع، در معرض نور بودن طی فرآیند، ترکیب اتمسفر داخل بسته و دستکاری مصرف کننده میباشد.

اندازه گیری عمر ماندگاری

پانل های حسی

جهت اندازه گیری تغییرات کیفیت خوراکی در زمان انبارداری نیاز به استفاده از روشهای حسی است که از پانل های حسی بدست می آید این روشها در حالی که قوی و با اعتبار بالا هستند اما گران و وقتگیرند بویژه برای تکرار اندازه گیری ها که برای ارزیابی عمر ماندگاری لازم است.مشکلات اساسی در مورد اطمینان از داده های حسی با کیفیت بالا در طی زمان های طولانی آزمایش وجود دارد و روشهای دستگاهی بشرطی که محدودیتهایشان مشخص شود می توانند پشتیبان روشهای حسی باشند. اگر هرگونه شکی نسبت به ایمنی مواد غذایی که قرار است از روشهای حسی استفاده شود وجود داشته باشد آزمایشهای میکروبی باید جلوتر از آزمایشهای حسی انجام گیرد و اگر هرگونه شکی باقی مانده باشد آزمایشهای حسی باید به ارزیابی ظاهر و بو محدود گردد.

اندازه گیری فیزیکی

معمولا آزمایشهای فیزیکی برای اندازه گیری تغییرات در بافت محصولات استفاده میشود. این تغییرات ممکن است نتیجه واکنش های شیمیایی که در محصول اتفاق می افتد مثل آنهایی که بوسیله فعل و انفعال مواد متشکله یا اثرات محیطی مثل مهاجرت رطوبت از خلال بسته بندی انجام میشوند باشد.

دستگاه های مختلفی برای اندازه گیری بافت وجود دارد و روشهای اندازه گیری صفاتی مثل سختی و تردی معمولا در آزمایشهای عمر ماندگاری استفاده میشوند.

اندازه گیری شیمیایی

آنالیز های شیمیایی نقش حیاتی در آزمایش عمر ماندگاری دارند چرا که هم برای اندازه گیری نقطه پایانی واکنش های شیمیایی که در طی انبارداری ماده غذایی اتفاق می افتد و هم برای مطابقت با نتایجی که بوسیله پانل های حسی بدست می آید بکار میروند. برای هر محصول واکنش های شیمیایی مختلفی بطور همزمان در طی انبارداری اتفاق می افتد.هر چند تنها نیاز است که واکنش های کلیدی که در تغییر کیفیت محصولات تاثیر گذارند در آزمایش های عمر ماندگاری اندازه گیری شوند. یک مثال از این نوع اندازه گیری، اندازه گیری میزان پراکسید محصولات است.

اندازه گیری میکروبی

دو مسئله مهم وجود دارد که بایستی در تعیین پایداری میکروبی محصول مورد توجه قرار گیرد:

- رشد میکروبی که منجر به فساد محصول میشود.

- رشد عوامل بیماریزای میکروبی که سلامت محصول را تحت تاثیر قرار میدهد.

از فعالیت های آبی، زمان و دمای انبارداری و pH میتوان برای پیش بینی ریز سازوارهایی که در محصول رشد میکند استفاده کرد. زمان لازم برای رسیدن به یک سطح از پیش تعیین شده رشد میکروبی بعنوان نقطه پایانی یا انقضای مصرف در نظر گرفته شود عموما 70 درصد زمان فساد را بعنوان عمر ماندگاری در نظر میگیرند. در بعضی موارد ریز سازوارهایی خاص که سبب مسمومیت غذایی میگردند به محصول تلقیح میشوند و رشد آنها در طی آزمایش انبارداری پایش میشود.

در عمل سه روش ارزیابی عمر ماندگاری وجود دارد:

- آزمایش انبارداری واقعی

- آزمایش های تسریع شده

- تخمین های شبیه سازی و برپایه مدل

آزمایش انبارداری واقعی، مطالعه طولانی مدت پایداری شامل انبار کردن یک محصول بسته بندی شده تحت شرایط انبارداری یک دما و رطوبت نسبی خاص میباشد. نمونه ها در فواصل زمانی منظم آزمایش میشوند و عامل تغییر ماهیت ثبت میشود. هرچند که ارزیابی عمر ماندگاری و بسته بندی در شرایط معمولی ایده ال است اما انجام آزمایش بویژه برای بسیاری از محصولات آبگیری شده با عمر ماندگاری چندین ماه و حتی سالها وقت گیر می باشد. ولی در عمل جایی که وابستگی پیچیده ای بین محصول بسته بندی شده و محیط وجود دارد این روش یک گزینه بسیار حیاتی را فراهم میکند. تسریع واکنش های فساد بطور قابل توجهی از مدت زمان آزمایش میکند.

آزمایش های تسریع شده، پایداری محصولات را قرار دادن آنها در شرایط انبارداری شدید برای مثال دما یا رطوبت نسبی بالا ندازه گیری میکند. دما رایج ترین عامل مورد استفاده در آزمایشهای تسریع شده انبارداری است. سپس داده هایی را که از شرایط بد انبارداری بدست آمده به شرایط انبارداری واقعی تعمیم داده میشود تا ارزش عمر ماندگاری تخمین زده شود. در این روش ارزیابی یک وابستگی یا نسبت شناخته شده بین عمر ماندگاری محصول در شرایط تسریع شده و واقعی فرض میشود و البته فرض های اشتباه و خطاهای ذاتی و لاینفک در روشهای اجرایی از معایب این نوع روش های تخمین است.

آزمایش های تسریع شده عمر ماندگاری

به هر روشی که قادر به ارزیابی پایداری محصول بر اساس داده هایی که در یک فاصله زمانی که نسبت به عمر ماندگاری واقعی محصول کوتاهتر است. بدست آمده باشد گفته میشود. آزمایشهای تسریع شده بخاطر تغییر سریع محصولات جدید، انتظارات بالاتر مشتریان و نیاز به توسعه سریع محصول بسیار افزایش یافته است.

رویکردهای مربوط به روش های آزمون تسریع شده

رویکرد سرعت اولیه

یکی از ساده ترین روشها برای آزمون تسریع شده عمر ماندگاری مواد غذایی رویکرد سرعت اولیه است که ممکن است برای مواردی که در آنها فرآیند فساد بوسیله روشهای تجزیه ای صحیح و حساس پایش میشود این روش بایستی قادر به اندازه گیری تغییرات جزئی در حوزه فساد پس از زمان انبارداری نسبتا کوتاه در شرایط واقعی باشد. جهت پیش بینی عمر ماندگاری واقعی تنها نیاز به دانستن با ارزیابی این مسئله که فرآیند فساد بعنوان تابعی از زمان چگونه رفتار میکند، میباشد. در واکنش های شیمیایی اطلاعات بوسیله درجه واکنش ها فراهم میشود.

رویکرد روش سینتیک

رویکرد روش سینتیک متداولترین روش برای آزمون تسریع شده عمر ماندگاری است.

فرآیند اساسی شامل مراحل زیر میباشد:

-انتخاب عوامل فعال سینتیکی مطلوب برای فرآیند تسریع فساد

-اجرای مطالعه سینتیک فرآیند فساد در چندین سطح از عوامل تسریع شده که سرعت فساد به قدر کافی سریع باشد.

-تعمیم داده ها به شرایط انبارداری معمول بوسیله ارزیابی مقدادیر الگوی سینیتیک

-استفاده از داده های تعمیم داده شده با الگوی سینیتیک جهت پیش بینی عمر مانگاری در شرایط انبارداری واقعی

نیاز غیر مشروط برای استفاده از این روش اجرایی، داشتن یک الگوی سینتیک معتبر برای فرآیند فساد است. الگوی سینتیک عمومی و بسیار جامع برای واکنش های شیمیایی در مواد غذایی شامل همه عواملی است که ممکن است سرعت آنها را تحت تاثیر قرار دهند بدیهی است که هر عاملی که در طی انبارداری تغییر کند ممکن است برای تسریع سرعت واکنش بکار رود.

طراحی آزمون تسریع شده عمر ماندگاری

مراحل زیر جهت تنظیم یک برنامه تسریع شده عمر ماندگاری اجرا میشود:

- ابتدا باید ویژگی های محصول که شامل عواملی که مسئول فساد آن هستند را فهرست کنید و سپس یکسری شرایط را تنظیم نمایید تا این عوامل را تسریع کند عوامل اساسی که بیشتر استفاده میشوند شمامل دما، رطوبت، نور و فشار اکسیژن می باشند.

- انتخاب بسته بندی مورد استفاده برای آزمون عمر ماندگاری مواد غذایی

- انتخاب داده های انبارداری آزمون

- طرح داده ها و تصمیم برای اینکه چه دموقع تکرر آزمون باید تغییر کند. کار معمول این است که باید تا زمانی که آزمایش ها به پایان نرسیده نبایستی داده ها را آنالیز کرد.

- در هر شرایط انبارداری آزمون درجه و سرعت واکنش را تعیین کنید، عمر ماندگاری را در شرایط انبارداری واقعی مطلوب پیش بینی نمایید. هر چند که این عمل بخاطر فشار زمان و هزینه در صنعت غیر معمول است.

گرایشات آینده

مشکل اساسی آزمون های تسریع شده عمر ماندگاری در دسترس بودن الگوهای معتبر عمومی است که ثابت شده آن الگوها برای انواع مختلف واکنش های فساد قابل کاربرد هستند. این مسئله نیازمند تفهیم عمیق ساز و کار واکنش های فساد نه تنها در سامانه های همگن بلکه در سامانه های غیر همگن پیچیده میباشد. بنظر میرسد که سیالیت مولکولی عامل کلیدی در تعیین سینتیک های این واکنش میباشد. بنابراین تفهیم بهتر این سیالت مولکولی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. انتظار میرود که در مواد غذایی توصیف با ترسیم بهتر واکنش های مختلف فساد و محصولاتشان موارد جالبی را برای آزمون های تسریع شده عمر ماندگاری فراهم نماید.

منابع:

1- سعیدی، ش. و کشته گر، م. 1393. آزمون های تسریع شده عمر ماندگاری مواد غذایی. سومین همایش علوم و صناعی غذایی.

2-Aaron, L. Brody, J. 1999. Developing new food products for a changing marketplace. United states of America: CRC prees.

3- Hernandez, R. and Giacin, J.R ,1988. Food storage stability, chapter10: factors affecting permeation, sorption and migration processes in package-product systems. United states of America: CRC press.