حفظ الأغذية Food preservation

-انبعثت فكرة استخدام الكيماويات لمنع او تأخير الفساد في الاغذية -كما ان هناك بعض المواد الكيميائية الحافظة لها درجة سمية مرتفعه للإنسان عند استخدامها في مجال العقاقير والأدوية . -باستثناء المضادات الحيوية فتعتبر جميع المواد الكيميائيه الحافظه المستخدمه في الوقت الحالي عديمة الاثر في علاج امراض الانسان والحيوان .

الحفظ بالكيماويات preservation with chemicals

-يصرح باستخدام عدد قليل من المواد الكيميائيه كمواد حافظه للمنتجات الغذائية بدرجة جيده من الامان -يرجع ذلك الى الاحتياطات والضوابط الصارمة التي تقررها منظمة الاغذيه والعقاقير (FDA) .

بعض المواد الكيميائيه الممكن استخدامها بأمان كمواد حافظه للأغذية (GRAS) (1)حمض البنزويك Benzoic acid: -يعد حمض البنزويك( C6H5COOH) وملحه الصوديومي (C7H5NaO2) -اول مادتين كيماويتين حافظة صُرح باستخدامها في مجال الاغذيه بواسطة منظمة الاغذيه والعقاقير وتستخدم حتى الان. .-يرتبط نشاط البنزوات بحموضة الوسط المضافة اليه فتظهر اقصى درجات فاعليتها على درجات الحموضة المرتفعه نسبيا(رقم حموضته PHمنخفض ).

-تكمن القدره المضادة للأحياء الدقيقة في الجزء غير المتباين من جزئ الحمض او الملح حيث ترتفع القدره المضادة لهذه الجزيئات عند قيم ارقام حموضة منخفضة بل وتصبح عديمة التأثير تقريبا في الاغذية المتعادلة . -اقصى معدل مسموح به 0,1% ونوع الاحياء الدقيقه التي تتأثر به هي فطريات العفن والخمائر ,والأغذية الممكن اضافة الماده الكيميائيه اليها هي المارجرين ,المخللات ,عصير التفاح ,كاتشاب الطماطم ,خلطات توابل السلطات .

-يصرح باستخدام heptyl-,methyl-,propyl-p-hydroxy benzoic acid(parabens) في العديد من البلدان كمواد حافظه للأغذية .وتتميز تلك المواد بالمقارنة بحمض البنزويك وملحه الصوديومي بانخفاض تأثير قدرتها الحافظه برقم الحموضة حتى PH=8 وهذه المواد لها قدره تثبيطية عاليه ضد فطريات العفن عنها ضد الخمائر .

-يقوم حمض البنزويك والساليسليك بتثبيط نمو الاحياء الدقيقه عن طريق منع اكسدة الجلوكوز وحمض البيروفيك اثناء عملية التنفس كما يقوم بتثبيط قدرة الخلايا الميكروبيه على افراز الانزيمات وخفض قدرة الجدار الخلوي للأحياء الدقيقة على انتقال الاحماض.

(1) حمض السوربيك Sorbic acid يستخدم حمض السوربيك (CH3CH=CHCH=CHOOH) في صورة املاحه للكالسيوم والصوديوم والبوتاسيوم كمادة حافظة للأغذية . ويسمح بإضافتها للمواد الغذائية بتركيزات لاتتعدى 0,2%. وتزداد القدره الحافظه لها في الاغذيةالحامضية عنها في المتعادلة .

-يعتبر PHاقل من 6هو رقم الحموضة الامثل لها بينما يقف نشاطها اذا تجاوزت قيمة رقم الPHعن 6,5 بل انها تظهر فاعليه اعلى من البنزوات عند رقم حموضة PH4-6. - للسوربات تأثير واضح على فطريات العفن والخمائر بالمقارنة بالبكتيريا ألا انها تظهر قدره جيده ضد نمو العديد من الانواع البكتيرية . -يمكن استخدام الحمض وأملاحه كمضادات للفطريات في المنتجات الغذائية .

يرجع تأثير السوربات على فطريات العفن الى قيامها: يرجع تأثير السوربات على فطريات العفن الى قيامها: * تثبيط النظام الانزيمي النازع للهيدروجين * تثبيط القدره على تبادل بعض الاحماض الامينيه . * تثبيط عملية تكوين الجراثيم . - يتمكن جسم الانسان من تمثيل حمض السوربيك وتحويله الى CO2 وماء .

-تستخدم هذه المواد الحافظة في الدواجن ومنتجاتها ,والأسماك ,الفاكهة ,الجبن ,منتجات المخابز ,عصائر الفاكهة ,والمشروبات لإطالة فترة حفظها كما تستخدم بالاشتراك مع املاح النيتريت في حفظ اللحوم المعالجة .

(3) املاح حمض البروبيونيك Propionates 1-يستخدم حمض البروبيونيك (CH3CH2COOH) وأملاحه للكالسيوم والصوديوم كمواد حافظه للخبز والكيك وبعض انواع الجبن كمثبطات للفطريات . 2-كما يستخدم لمانع لتكوين الخيوط اللزجة ropiness في الخبز .

3-ترتفع فاعليتها في الأغذية منخفضة الحموضة وتعتبر مثبطات Fungistatic لنمو الفطريات اكثر من كونها مبيدات Fungicidal. 4- تقوم تلك المواد بفعلها التثبيطي عن طريق ميكانيزم مشابه لما يحدث في حالة البنزوات والسوربات .

(4) ثاني اكسيد الكبريت وأملاح السلفيت Sulfur dioxide and sulfites يقوم ثاني اكسيد الكبريت وسلفيت الصوديوم والبوتاسيوم والبيسلفيت والميتايبسلفيت بدورها في تثبيط الميكروبات . ويستخدم ثاني اكسيد الكبريت في حفظ الفاكهة المجففه وعصير الليمون والمولاس وعصائر الفاكهة . ويعد من اقدم المواد الحافظه استخداما فقد ثبت استعماله في حفظ اللحوم وتأثيره على نمو الحياء الدقيقه ويستخدم ايضا كماده مضادة للأكسدة ...

-يعتبر رقم الحموضة PH هو العامل الرئيسي المحدد لاستخدام الكبريت فيعطي ثاني اكسيد الكبريت احسن تأثيراته عند رقم حموضة PH=3 والبيسلفيت عند رقم حموضة PH=5-3 وأملاح السلفيت عند اعلى من 6. لثاني اكسيد الكبريت تأثير مثبط على نشاط البكتيرياAcetobacter. ويظهر تأثيره كذلك على كل من الفطريات والخمائر ...

حتى الان لم يتم تحديد الميكانيزم الذي يلعبه ثاني اكسيد الكبريت بدقه لتثبيط الحياء الدقيقه في الاغذيه ولكن هناك العديد من التفسيرات : 1-يعتبر الجزء المتاين من الحمض الكبريتي هو المسئول عن القدره التثبيطية . 2- تتميز المركبات الكبريتية بقدره اختزالية فتنخفض كمية غاز الاكسجين فتتمكن البكتيريا الهوائيه من النمو او بالتأثير المباشر على الانزيمات الميكروبية .

-يعتقد ان لثاني اكسيد الكبريت تأثير سام على بعض الانزيمات فيؤدي الى خفض معدل نمو الميكروبات.. -ويعتمد استخدامه في صناعة تجفيف الفاكهة لمنع التلون البني.

(5) املاح النيتريت والنترات Nitrites and nitrates -تستخدم املاح نيتريت الصوديوم ,ونترات الصوديوم في صناعة اللحوم المعالجه لتقوم بعدة وظائف منها ثبات اللون الاحمر وتثبيط نمو الاحياء الدقيقه المسببه للفساد الغذائي او التسمم الغذائي وتحسين نكهة المنتج. -تختفي او تتحلل املاح النيتريت بالتسخين او التخزين. -تتأين النيتريت في الاوساط الحامضية لتنتج حمض النيتروز الذي يتحلل منتج اكسيد النيتريك الذي يعد اهم النواتج في ثبات لون اللحم .

-تتواجد الصبغات في اللحوم المفرومة في صورة Oxymyoglobin التي تتأكسد الى Metmyoglobin التي تتفاعل مع اكسيد النيتريك ويتم اختزالها الى مركب Nitrosomyoglobin -يتميز اكسيد النيتريك بقدرته على التفاعل مع بعض الانزيمات مثل الكتاليز مما يؤدي الى تثبيط الانزيمات وهي السبب في تثبيط نشاط الاحياء الدقيقه وعموما ترتفع القدره التثبيطية بانخفاض الحموضة PH.

-يتأثر نمو العديد من الانواع البكتيرية بأملاح النيتريت وأكثرهم تأثيرا هي البكتيريا التسمم Clostrdium botulinum يليها Sthaphylo coccus aureus -بعض البكتيريا مسببه للفساد الميكروبي ذات درجة مقاومة مرتفعة لهذه المركبات الكيميائيه مثل: Enterobacteriaceae وبكتيريا حمض اللاكتيك .

-عند ارتفاع الحموضة ترتفع القدرة التثبيطية ضد بكتيريا Clostridium botulinum ويرجع ذلك الى ارتفاع تركيز العامل المتكون perigo factor. من الامور الواجب مراعاتها عند استخدام املاح النيتريت هو قدرة بعض الاجناس وأنواع بكتيريا حمض اللاكتيك مثل Colostridium اوStreptococci على تكوين مركبات النيتروز امينات من خلال تفاعلات انزبمات خاصة.

يمكن تفسير كيفية قيام املاح النيتريت بتثبيط بكتيريا Clostridiumبطريقتين . 1- تتداخل املاح النبتريت مع الانزيمات البكتيرية المحتوية على الكبريت والحديد مما ينتج عنه منع تخليق مركب ATPمن املاح حمض البيروفيك . 2- تقوم املاح النيتريت بتثبيط نمو الخلايا البكتيرية الخضرية ومنع عملية انبات ونمو الجراثيم .

(6) ملح الطعام والسكريات Sodium chloride and sugars -يقوم ملح الطعام والسكريات بدورها في تثبيط نمو ونشاط الاحياء الدقيقه بأسلوب واحد. -تعتمد قدرته الحافظة على قيامه بإحداث تأثير تجفيفي على كل من خلايا الماده الغذائية وخلايا الاحياء الدقيقة.

يوجد نوعين من المحاليل : -محاليل سوية الاسموزية Isotonic -محاليل عالية الاسموزية Hypertonic 1-تصل حد البلزمة Plasmolysis 2-تصل حد الانكماش Shrinkage

مميزات استخدام ملح الطعام في حفظ الأغذية : -عدم اعتماد تأثيره الحافظ على درجة الحموضة للغذاء مما يميزه عن بعض المواد الحافظه الكيميائية الاخرى -يمكن تثبيط نمو اغلب انواع الاحياء الدقيقه غير المحبة وغير المتحملة للملوحة باستخدام ملح الطعام. يوجد نوعين من الاحياء : 1-محبه للملوحة Halophiles 2-متحملة الملوحة Halodurics

السكريات: -تتشابه مع ملح الطعام في تأثيرها الحافظ على الاغذية ولكن تختلف في التركيز الحافظ المستخدم في حالة السكر حوالي 6اضعاف التركيز المؤثر في حالة الملح . -يستخدم السكر كمادة حافظة في العديد من المنتجات الغذائية مثل المربيات وشراب الفاكهة .تتباين الاحياء الدقيقة في قدرتها على النمو في التركيزات المرتفعة حيث تتميز الخمائر والفطريات بقدرتها على النمو مقارنة بالبكتيريا .

يوجد نوعين من الاحياء في استجابتها للتركيزات المرتفعة 1-احياء محبة للضغط الاسموزي المرتفع Osmophiles 2-احياء متحملة للتركيزات المرتفعة من السكر Osmoduric

المواد الحافظة غير المباشرة مضادات الاكسدة Antioxidants المواد المحسنة للنكهة Flavoring agents التوابل والزيوت العطرية Spices & essential oils المضادات الحيوية Antibiotics دخان الاخشاب Wood smoke