حركية التثبيط الميكروبي لتقنيات معالجة الأغذية البديلة

حركية التثبيط الميكروبي:

يعتبر التثبيط الميكروبي من طرق القضاء على الميكروبات باستخدام أساليب مختلفة، حيث يغطي هذا القسم المعلومات عن الخواص الحركية واعتبارات السلامة ذات الصلة لمعالجة المنتجات المعقمة تجاريًا أو المنتجات ذات العمر الافتراضي الطويل الناتجة عن التسخين الأومي والتسخين الحثي، ولا يتضمن مجموعات من تقنيات المعالجة البديلة الأخرى مع التسخين الأومي والحثي.

مفهوم التسخين الأومي:

• يُعرَّف التسخين الأومي (يُشار إليه أحيانًا باسم تسخين جول، تسخين المقاومة الكهربائية، تسخين المقاومة الكهربائية المباشرة، التسخين الكهربائي والتسخين بالكهرباء) على أنها عملية يتم فيها تمرير التيارات الكهربائية (المتناوبة في المقام الأول) عبر الأطعمة أو المواد الأخرى لغرض أساسي هو تسخينها.

• كما يحدث التسخين في شكل توليد طاقة داخلي داخل المادة، ويتميز التسخين الأومي عن طرق التسخين الكهربائي الأخرى إماّ بوجود أقطاب كهربائية ملامسة للطعام على عكس الميكروويف والتسخين الاستقرائي، حيث لا توجد الأقطاب الكهربائية، والتردد غير مقيد، باستثناء نطاق تردد الراديو أو الموجات الدقيقة المخصص، وشكل الموجة أيضًا غير مقيد.

مفهوم التسخين الحثي:

• يتم في التسخين الحثي توليد الملفات الكهربائية الموضوعة بالقرب من المنتج الغذائي مجالات كهرومغناطيسية متذبذبة ترسل تيارات كهربائية عبر الطعام بشكل أساسي لتسخينه، كما يمكن إنشاء هذه الحقول بطرق مختلفة، بما في ذلك، استخدام المواد الغذائية المتدفقة كملف ثانوي للمحول.

• كما يمكن تمييز التسخين الاستقرائي عن تسخين الميكروويف بالتردد (المخصص تحديدًا في حالة الموجات الدقيقة)، وطبيعة المصدر (الحاجة إلى الملفات والمغناطيسات لتوليد المجال.

التطبيقات المستقبلية المحتملة للتسخين الأومي:

• يتم استخدامها في التبييض، التبخر، الجفاف، التخمير وكذلك الاستخراج.

• كما يتم حالياً المناقشة بما يتعلق تتعلق في المقام الأول بتطبيقها كعلاج حراري للتحكم الميكروبي، حيث بهذا المعنى فإن المزايا الرئيسية المطالب بها للتسخين الأومي هي التسخين السريع والموحد نسبيًا.

• كما يتم استخدام التسخين الأومي حاليًا لمعالجة الفاكهة الكاملة في اليابان والمملكة المتحدة.

• كما يجدر بالذكر أنّ في إحدى المنشآت التجارية في الولايات المتحدة تستخدم التسخين الأومي لمعالجة البيض السائل.

مميزات التسخين الأومي:

• تتمثل الميزة الرئيسية المزعومة للتسخين الأومي في قدرته على تسخين المواد بسرعة وبشكل موحد، بما في ذلك المنتجات التي تحتوي على جسيمات، حيث من المتوقع أن يقلل هذا من الإساءة الحرارية الكلية للمنتج مقارنة بالتدفئة التقليدية، حيث يجب السماح بالوقت لاختراق الحرارة لمركز المادة وحرارة الجسيمات أبطأ من الطور المائع للغذاء.

• يجدر بالذكر أنّه في التسخين الأومي، يمكن جعل الجسيمات تسخن بشكل أسرع من السوائل عن طريق صياغة المحتويات الأيونية بشكل مناسب لمرحلة السوائل والجسيمات لضمان المستويات المناسبة للتوصيل الكهربائي.

مبدأ عمل آليات التثبيط الجرثومي:

• الآليات الرئيسية لتعطيل الميكروبات في التسخين الأومي هي حرارية بطبيعتها، حيث من حين لآخر قد يرغب المرء في تقليل متطلبات العملية أو استخدام التسخين الأومي لعملية خفيفة، مثل البسترة، ومن بعد ذلك، قد يكون من المفيد تحديد آليات غير حرارية إضافية.

• كما تشير الأدبيات الحديثة التي ألغت الاختلافات الحرارية إلى أن آلية التثقيب الكهربائي المعتدل قد تحدث أثناء التسخين الأومي، وقد يكون السبب الرئيسي للتأثير الإضافي للمعالجة الأومية هو التردد المنخفض (50-60 هرتز)، ممّا يسمح لجدران الخلايا بتكوين الشحنات وتشكيل المسام.

• كما يتواجد تناقض مع طرق التردد العالي مثل تسخين ترددات الراديو أو الميكروويف، حيث يتم عكس المجال الكهربائي بشكل أساسي قبل حدوث تراكم شحن كافٍ على جدران الخلايا.

العوامل الحرجة في التسخين الأومي:

• يجدر بالذكر أن درجة الحرارة تعتبر هي عامل العملية الرئيسي الحاسم في التسخين الأومي، كما هو الحال في العمليات الحرارية التقليدية فإن القضية الرئيسية هي تحديد منطقة (مناطق) الحد الأدنى من المعالجة الحرارية.

• كما في الأساس يوجد عامل واحد فقط: تاريخ درجة الحرارة ووقت أبرد نقطة ومع ذلك، تتأثر درجة حرارة العملية الأومية بشكل كبير بعوامل أخرى.

آلية التثبيط الميكروبي:

• يجدر بالذكر أنّه على الرغم من وجود بعض الأدلة على التأثيرات غير الحرارية للتسخين الأومي، إلا أن هناك حاجة إلى قدر أكبر من الأبحاث لفهم آليات تعطيل الميكروبات بشكل كامل.

• كما بالنسبة لمعظم العمليات الأومية، التي تعتمد على الحرارة قد يكون من غير الضروري للمعالجات المطالبة بهذا التأثير في برادات العملية الخاصة بهم ومع ذلك، إذا توفرت بيانات كافية فقد يكون من الممكن تقليل العمليات المستقبلية.