Transcript معدل التجفيف

‫الوحدة ‪ 2‬املحاضرة ‪( 4‬ب)‬
‫تقنيات الغذاء للتحكم في‬
‫حدوث املخاطر امليكروبيولوجية‬
‫التكنولوجيات‬
‫التكنولوجيات تعتمد على‪:‬‬
‫‪ ‬التحكم في درجة الحرارة‬
‫‪ ‬التحكم في النشاط املائي‬
‫‪ ‬التحكم في األس الهيدروجيني‬
‫‪ ‬التحكم في جهد األكسدة واالختزال‬
‫‪ ‬العوامل املضادة للميكروبات‬
‫كيف تؤثر درجة الحرارة على معدل نمو البكتيريا‬
‫‪) B‬املثلى)‬
‫)القصوى( ‪A‬‬
‫ساخن‬
‫)األدنى( ‪C‬‬
‫بارد‬
‫درجة الحرارة‬
‫نمو بكتيريا الساملونيال تيفيميوريوم عند درجات حرارة‬
‫مختلفة‬
‫‪25°‬‬
‫‪20°‬‬
‫‪15°‬‬
‫‪10°‬‬
‫‪5‬‬
‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫الزمن (أيام)‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫‪Log Numbers‬‬
‫‪9‬‬
‫‪8‬‬
‫‪7‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫النطاق الحراري لنمو بعض امليكروبات‬
‫املمرضة‬
‫الساملونيال‬
‫البكتيريا املنحنية‬
‫اإلشيشرششيا القولونية‬
‫املكورات العنقودية الذهبية‬
‫الباسيل املنباري (محلل للبروتين)‬
‫الباسيل املنباري(ليس محلل للبروتين)‬
‫باسيل سريوس‬
‫درجة الحرارة ‪°‬م‬
‫األدنى‬
‫املثلى‬
‫‪37 - 35‬‬
‫القصوى‬
‫‪47‬‬
‫‪30‬‬
‫‪10‬‬
‫‪6.5‬‬
‫‪10‬‬
‫‪3.3‬‬
‫‪42‬‬
‫‪37‬‬
‫‪40 – 37‬‬
‫‪47‬‬
‫‪48‬‬
‫‪48‬‬
‫‪50‬‬
‫‪37 - 25‬‬
‫‪4‬‬
‫‪35 – 30‬‬
‫‪50 - 48‬‬
‫‪5‬‬
‫النطاق الحراري لنمو بعض الفطريات السامة‬
‫درجة الحرارة ‪ °‬م‬
‫األدنى‬
‫املثلى‬
‫القصوى‬
‫بنسليوم فيريكوزم (املكنسية البرقية)‬
‫‪0‬‬
‫‪20‬‬
‫‪1‬‬
‫اسبرجيلس اوكرشيس (الرشاشية املغراء)‬
‫‪8‬‬
‫‪28‬‬
‫‪37‬‬
‫اسبرجيلس فالفس (الرشاشية الصفراء)‬
‫‪10‬‬
‫‪32‬‬
‫‪42‬‬
‫فيوزريوم مونيليفورم (املغزالوية الطوقية)‬
‫‪3‬‬
‫‪25‬‬
‫‪37‬‬
‫النطاقات الحرارية‬
‫أمان‬
‫‪100°‬‬
‫‪72°‬‬
‫درجة الغليان‬
‫درجة حرارة البسترة‬
‫‪60°‬‬
‫خطر‬
‫‪36.5°‬‬
‫‪10°‬‬
‫أمان‬
‫‪0°‬‬
‫درجة حرارة الجسم‬
‫الثالجة‬
‫الفريزر‬
‫‪Psychrotrophic pathogens‬‬
‫‪ ‬ليستيريا مونوسيتوجينيس‬
‫‪ ‬يرسينيا االلتهاب املعوى‬
‫القولونى‬
‫‪ ‬الباسيل املمبارى‬
‫النشاط املائي ‪aw‬‬
‫‪ ‬املاء ضروري لنمو و أيض امليكروبات‬
‫‪ ‬ليس كل املاء املوجود في الغذاء متاح للميكروبات‬
‫‪ ‬درجة إتاحة املاء في الغذاء يقاس بالنشاط‬
‫املائي ‪aw‬‬
‫‪ ‬التفاعالت الكيميائية واإلنزيمية تتأثر أيضا‬
‫بالنشاط املائي‬
‫تعريف النشاط املائي‬
‫النشاط املائى هو النسبة بين ضغط بخار املاء في‬
‫الغذاء )‪ (p‬إلى ضغط بخار املاء النقي )‪ (po‬عند‬
‫نفس درجة الحرارة ‪.‬‬
‫‪aW = p / po‬‬
‫النشاط المائي‬
‫معدل التفاعل‬
‫النمو‪:‬‬
‫أكسدة الدهون‬
‫للطحالب‬
‫الخمائر‬
‫البكتريا‬
‫النشاط اإلنزيمي‬
‫التحول البني الال إنزيمي‬
‫‪Aw‬‬
‫‪0.9‬‬
‫‪0.8‬‬
‫‪0.7‬‬
‫‪0.6‬‬
‫‪0.5‬‬
‫‪0.4‬‬
‫‪0.3‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪0.1‬‬
‫أدنى نشاط مائي شيسمح بنمو امليكروبات‬
‫عند درجات الحرارة املثالية تقريبا‬
‫الفطريات‬
‫اسبرجيلس شيفالير‬
‫اسبرجيلس اوكرشيس‬
‫اسبرجيلس فالفس‬
‫بنسليوم فيركوسم‬
‫فيوزيريو مونيليفورم‬
‫‪0.87‬‬
‫الخمائر‬
‫‪aw‬‬
‫‪0.71‬‬
‫‪0.78‬‬
‫‪0.80‬‬
‫‪0.79‬‬
‫سكاروميسس روكساى‬
‫سكاروميسس سيرفيسيا‬
‫‪0.62‬‬
‫‪0.90‬‬
‫باسيل سيريوس‬
‫الباسيل املنباري (محلل للبروتين)‬
‫الباسيل املنباري (ليس محلل للبروتين)‬
‫‪0.97‬‬
‫إشيشرشش القولونية‬
‫‪0.92‬‬
‫‪0.93‬‬
‫البكتيريا‬
‫نطاق النشاط املائى فى الغذاء والفلورا امليكروبية‬
‫الخاصة به‬
‫مجال النشاط املائي‬
‫‪aw‬‬
‫‪> 0.98‬‬
‫‪0.98-0.93‬‬
‫الغذاء‬
‫الفلورا امليكروبية‬
‫اللحوم الطازجة‬
‫األسماك الطازجة‬
‫الفواكه الطازجة‬
‫الخضراوات الطازجة‬
‫الخضراوات املعلبة في محلول ملحي‬
‫(باسيل بيرفرينجينس‪،‬‬
‫الساملونيال)‬
‫الفواكه املعلبة فى محلول سكر مخفف (أقل من‬
‫‪ %3.5‬ملح‪ %26 ،‬سكر)‬
‫(بسودومونس (الزائفة)‬
‫السجق املتخمر‬
‫الجبن املطبوخ‬
‫الخبز‬
‫اللبن املجفف‬
‫صلصة الطماطم (‪ %10‬ملح‪ %50 ،‬سكر)‬
‫(باسيل سيريوس‪،‬‬
‫الباسيل املنباري‪،‬‬
‫الساملونيال)‬
‫الالكتوباسيالي واملكورات‬
‫الدقيقة‬
‫نطاق النشاط املائى فى الغذاء والفلورا امليكروبية‬
‫الخاصة به‬
‫مجال النشاط املائي ‪ aw‬الغذاء‬
‫السجق املخمر املجفف‬
‫‪0.93-0.85‬‬
‫لحم الخنزير النيئ‬
‫(‪ %17‬ملح‪ ،‬السكروز املشبع)‬
‫الفلورا امليكروبية‬
‫املكورات العنقودية‬
‫الفطريات املنتجة للسموم الفطرية‬
‫خمائر و فطريات مفسدة‬
‫‪0.85-0.6‬‬
‫الفواكه املجففة‬
‫الدقيق‬
‫الغالل‬
‫السمك اململح‬
‫املكسرات‬
‫فطريات محبة للجفاف‬
‫فطريات محبة للوسط امللحى‬
‫فطريات محبة للضغط‬
‫< ‪0.6‬‬
‫الحلويات‬
‫العسل‬
‫الشعرية‬
‫البيض و اللبن املجفف‬
‫ال نمو للميكروبات و‬
‫لكن ربما تظل قابلة للنمو‬
‫النشاط املائي (‪)4‬‬
‫يمكن تقليل النشاط املائي ‪ aw‬بواسطة‪:‬‬
‫‪ ‬نزع املاء(التجفيف)‪.‬‬
‫‪ ‬تقليل وجود املاء بواسطة البلورة ( التجميد)‪.‬‬
‫‪ ‬تقليل وجود املاء بواسطة امتصاص املاء بعوامل‬
‫ماصة للماء مثل‪ :‬امللح والسكر‪.‬‬
‫تركيزات ملح الطعام و الجلوكوز و قيم النشاط املائي‬
‫(عند درجة حرارة ‪°25‬م)‬
‫‪aw‬‬
‫‪1.00‬‬
‫‪0.99‬‬
‫‪0.98‬‬
‫‪0.96‬‬
‫‪0.94‬‬
‫‪0.92‬‬
‫‪0.90‬‬
‫‪0.88‬‬
‫‪0.86‬‬
‫‪%‬ملح‬
‫الطعام وزن‪/‬‬
‫ز‬
‫ن‬
‫و‬
‫‪0.00‬‬
‫‪1.74‬‬
‫‪3.43‬‬
‫‪6.57‬‬
‫‪9.38‬‬
‫‪11.90‬‬
‫‪14.18‬‬
‫‪16.28‬‬
‫‪18.18‬‬
‫‪%‬الجلوكوز‬
‫وزن ‪ /‬وزن‬
‫‪0.00‬‬
‫‪8.90‬‬
‫‪15.74‬‬
‫‪28.51‬‬
‫‪37.83‬‬
‫‪43.72‬‬
‫‪48.54‬‬
‫‪53.05‬‬
‫‪58.45‬‬
‫منحني االستواء الحراري لالمتصاص (‪)1‬‬
‫اإلدمصاص‬
‫فقد اإلمتصاص‬
‫النشاط املائي‬
‫املحتوي املائي‬
‫الحرارة‬
‫هو عبارة عن منحني يوضح العالقة‬
‫بين املحتويات املائية والنشاط‬
‫املائي‬
‫منحني االستواء الحراري لالمتصاص (‪)2‬‬
‫‪T1 < T2‬‬
‫‪T2‬‬
‫النشاط املائي‬
‫املحتوي املائي‬
‫‪T1‬‬
‫يختلف النشاط املائي‬
‫ومنحني االستواء الحراري‬
‫لالمتصاص بإختالف درجة‬
‫الحرارة‬
‫وهذا من األهمية بالنسبة‬
‫لسالمة األغذية ذات النشاط‬
‫املائي املنخفض والتي يتم‬
‫تعبئتها في عبوات مغلقة‬
‫طرق التجفيف‬
‫امثلة لطرق التجفيف‬
‫‪ ‬التجفيف‬
‫الشمس ى‬
‫‪ ‬التجفيف بالهواء‬
‫‪ ‬التجفيف بالرش‬
‫‪ ‬التجفيف‬
‫معدل التجفيف (‪)1‬‬
‫شيعتمد معدل التجفيف على‪:‬‬
‫‪ ‬سرعة الهواء‬
‫‪ ‬مساحة السطح‬
‫‪ ‬درجة حرارة الهواء‬
‫‪ ‬درجة الرطوبة الجوية‬
‫معدل التجفيف (‪)2‬‬
‫في حالة التجفيف باستخدام الهواء‪ ،‬يمكن حساب معدل‬
‫التجفيف باستخدام املعادلة التالية‬
‫)‪dw / dt = kg . a (Pws - Pwa‬‬
‫معدل التجفيف ‪dw / dt:‬‬
‫معامل انتقال الكتلة ‪kg :‬‬
‫مساحة السطح ‪a :‬‬
‫ضغط بخار املاء علي السطح ‪Pws:‬‬
‫ضغط بخار املاء في الهواء ‪Pwa:‬‬
‫التجفيف‬
‫معدل التجفيف‬
‫معدل التجفيف‬
‫أ‬
‫ب‬
‫‪Xi‬‬
‫‪Xcr‬‬
‫‪Xi‬‬
‫‪Xcr‬‬
‫‪Xt‬‬
‫املحتوي املائي‬
‫املحتوي املائي‬
‫العرض التوضيحي ملنحنيات التجفيف‬
‫أ‪ .‬مادة مسامية‬
‫ب‪ .‬مادة تمتص الرطوبة‬
‫حدود األس الهيدروجينى‬
‫الالزمة لنمو امليكروبات املمرضة‬
‫)‪(pH‬‬
‫‪pH‬‬
‫القصوى‬
‫األدنى‬
‫اإلشيشرششيا القولونية‬
‫‪4‬‬
‫‪8.5‬‬
‫الساملونيال‬
‫باسيل سيريوس (العصوى الشمعى)‬
‫الباسيل املنباري(املطثية الوشيقية)‬
‫املكورات العنقودية الذهبية‬
‫سكاروميسس سيرفيسيا‬
‫‪.4‬‬
‫‪4.5 - 4‬‬
‫‪4.9‬‬
‫‪9.6 - 8‬‬
‫‪9.3‬‬
‫‪4.6‬‬
‫‪4‬‬
‫‪8.5‬‬
‫‪9.8‬‬
‫‪2.3‬‬
‫‪8.6‬‬
‫فطر اسبرجيلس فالفس (الرشاشية الصفراء)‬
‫فطر فيوزريوم مونيليفورم (املغزالوية الطوقية)‬
‫‪2.0‬‬
‫‪2.5‬‬
‫‪11.2‬‬
‫‪10.7‬‬
‫األس الهيدروجيني وعوامل أخرى‬
‫تستطيع امليكروبات أن تنمو عند مدى ‪ pH‬أوسع في‬
‫الوسط املعملي عنة في األغذية ‪.‬‬
‫و هنا عوامل أخرى يمكن أن تؤثر مثل‪ :‬التنافس امليكروبي‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫الجهد األكسجيني‬
‫درجة حرارة التخزين‬
‫النشاط املائى املنخفض‬
‫تلف الخاليا بالحرارة أثناء التصنيع‬
‫األس الهيدروجيني )‪(pH‬‬
‫التحميض‬
‫‪ ‬إضافة الخل‬
‫التخمير‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫الحمض العضوي‬
‫استبعاد امليكروبات املنافس‬
‫مضادات امليكروبات‬
‫األس الهيدروجيني ألغذية مختلفة‬
‫نطاقات األس الهيدروجيني‬
‫التقريبية لبعض األغذية الشائعة‬
‫‪pH‬‬
‫سمك القرض املتخمر‬
‫بياض البيض‬
‫خضراوات‬
‫بيرة‬
‫دقيق‬
‫لبن‬
‫املشروبات اللينة‬
‫أسماك‬
‫لحوم‬
‫املوالح‬
‫‪14‬‬
‫‪13‬‬
‫‪12‬‬
‫‪11‬‬
‫‪10‬‬
‫‪9‬‬
‫‪8‬‬
‫‪7‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫جهد األكسدة واالختزال )‪(Eh‬‬
‫)‪E h (mV‬‬
‫• منخفض‪ /‬سالب‪ :‬بيئة مختزلة‬
‫• مرتفع ‪ /‬موجب ‪ :‬بيئة مؤكسدة‬
‫)مختزل( ‪) . H+ /‬مؤكسد( ‪Eh = Eo + RT / nF .‬‬
‫جهد األكسدة واالختزال‬
‫شيعتمد جهد األكسدة واالختزال علي‪:‬‬
‫‪‬‬
‫توافر األكسجين‬
‫‪ ‬النسبة ما بين العامل املؤكسد والعامل‬
‫املختزل‬
‫‪ ‬درجة تركيز أيون الهيدروجين‬
‫‪ ‬القدرة علي التوازن‬
‫‪‬‬
‫النشاط امليكروبي‬
‫معامل االكسدة واالختزال والنمو البكتيرى‬
‫البكتيريا الهوائية االجبارية‪:‬‬
‫جهد أكسدة واختزال موجب‬
‫البكتيريا الالهوائية االجبارية‪:‬‬
‫جهد أكسدة واختزال منخفض او سالب‬
‫قيم جهد األكسدة واالختزال ودرجة تركيز أيون‬
‫الهيدروجين باألغذية‬
‫جهد األكسدة واالختزال‬
‫تركيز أيون الهيدروجين‬
‫اللحوم الحمراء‬
‫‪200 -‬‬
‫‪5.7‬‬
‫اللحوم الحمراء املفرومة‬
‫‪225 +‬‬
‫‪5.9‬‬
‫السجق املطهي واللحوم املعلبة‬
‫‪ 20 -‬إلي ‪150 -‬‬
‫‪6.5‬‬
‫القمح ( الحبوب الكاملة )‬
‫‪ 320 -‬إلي ‪360 -‬‬
‫‪6‬‬
‫الشعير (الحبوب املطحونة)‬
‫‪225 -‬‬
‫‪7‬‬
‫درنات البطاطس‬
‫‪150 -‬‬
‫‪6‬‬
‫السبانخ‬
‫‪74 +‬‬
‫‪6.2‬‬
‫الكمثري‬
‫‪436 +‬‬
‫‪4.2‬‬
‫التحكم في جهد األكسدة واالختزال‬
‫‪ ‬التعبئة تحت تفرشغ هواء‬
‫‪ ‬التعبئة في جو محور عن طريق دفع الغاز‪ :‬ثاني‬
‫أكسيد الكربون ‪ -‬النيتروجين‬
‫العوامل املضادة للميكروبات‬
‫‪‬‬
‫امالح التسوية مثل النيتريت‬
‫‪‬‬
‫مضاد للبكتريا مثل النيسين‬
‫‪‬‬
‫الغاز مثل غاز ثانى اكسيد الكربون‬
‫‪ ‬األحماض العضوية ‪ /‬األمالح مثل البنزويك‬
‫والسوربيك وحمض البروبيونك‬
‫النشاط املضاد للميكروبات‬
‫تعتمد على‪:‬‬
‫‪ ‬األس الهيدروجينى‬
‫‪ ‬الدهن‬
‫‪ ‬الكائن الحى‬
‫التدخين‬
‫اتحاد اكثر من عامل‪:‬‬
‫‪ ‬املعالجة الحرارية‬
‫‪ ‬التجفيف‬
‫‪ ‬مواد مضادة للميكروبات فى الدخان‬
‫تقنيات األغذية‬
‫التقنيات املجمعة‬
‫املدمجة‬
‫‪ ‬بسترة اللبن والتعبئة املعقمة‬
‫‪ ‬تقنيات التغلب على الصعاب‬
‫‪ ‬التخمر‪ ،‬التدخين‬
‫‪ ‬األغذية املصنعة املبردة ذات الصالحية‬
‫الطويلة‬