تقنية البسترة والتعقيم

البسترة والتعقيم:

أساس الأساليب المختبرية الميكروبيولوجية والحفاظ على الأغذية ومنتجات الأعلاف هو قتل أي كائنات دقيقة موجودة، حيث تعتبر المعالجة الحرارية للمنتجات إحدى التقنيات الرئيسية في صناعة الأغذية للحفاظ على الغذاء، كما تعمل المعالجة الحرارية على توقف نشاط البكتيريا والإنزيم، وبالتالي منع فقدان الجودة والحفاظ على الطعام غير قابل للتلف، كما في عمليات المعالجة الحرارية، يمكن تطبيق مجموعات مختلفة من الوقت، درجة الحرارة ذلك، اعتمادًا على خصائص المنتج ومتطلبات العمر الافتراضي.

الهدف من عمليات المعالجة الحرارية:

البسترة:

• تعتبر البسترة هي عملية تسخين مضبوطة تستخدم للتخلص من مسببات الأمراض الخطيرة، والتي قد تكون موجودة في الحليب والمشروبات القائمة على الفاكهة وبعض منتجات اللحوم والأطعمة الأخرى التي تخضع عادة لهذا العلاج.

• كما يتم استخدام عملية تسخين خاضعة للرقابة مماثلة، يشار إليها باسم السلق، حيث في معالجة الفواكه والخضروات الغرض الرئيسي منه هو تعطيل العديد من الإنزيمات الموجودة في المواد النباتية التي تنتمي إلى هذه الفئة الغذائية.

• كما يجدر بالذكر أنّه تعتمد كل من البسترة والسلق على استخدام الحد الأدنى من متطلبات الحرارة اللازمة لإلغاء تنشيط كائنات دقيقة أو إنزيمات معينة، وبالتالي تقليل أي تغييرات جودة في الأطعمة نفسها، حيث في البسترة يتم تطبيق درجة حرارة تسخين أقل من 100 درجة مئوية.

تقنية التعقيم للأطعمة:

يعتبر التعقيم تقنية لإزالة الكائنات الحية الدقيقة، ويمكن تحقيقه بالحرارة الرطبة، أو الحرارة الجافة، أو الترشيح، أو التشعيع، أو بالطرق الكيميائية، حيث بالمقارنة مع البسترة، يتم تطبيق معالجة حرارية تزيد عن 100 درجة مئوية لفترة طويلة بما يكفي لتؤدي إلى عمر تخزين ثابت للمنتج.

تقنية التعقيم العالية:

UHT (التعقيم ذو درجة الحرارة العالية) له معالجة حرارية تزيد عن 100 درجة مئوية خلال أوقات قصيرة جدًا، حيث إنّه قابل للتطبيق بشكل خاص على المنتجات السائلة منخفضة اللزوجة.

مجال تطبيق تقنيات المعالجة الحرارية:

البسترة:

• تتراوح درجات حرارة البسترة عادة من 62 إلى 90 درجة مئوية، وتختلف أوقات البسترة من ثانية إلى دقيقة، حيث يمكننا التمييز بينها، حيث البسترة على دفعات: 62 – 65 درجة مئوية، تكون حتى 30 دقيقة، البسترة ذات درجة الحرارة المرتفعة (HTST) من 72-75 درجة مئويةلمدة 15 – 240 ثانية و الحرارة العالية يكون الوقت قصير للبسترة (HHST) من 85-90 درجة مئوية لمدة 1-25 ثانية.

• يتم إجراء البسترة على دفعات في أوعية (مهتاجة)، حيث في بعض الأحيان يتم تعقيم المنتج (مثل البيرة وعصائر الفاكهة) بعد تعبئتها أو تعليبها، وهنا يتم غمر المنتجات الموجودة في عبواتها في الماء الساخن أو تغذيتها من خلال نفق بخار.

• من أجل البسترة المستمرة، يتم استخدام المبادلات الحرارية المتدفقة (أنبوبية، لوحة وإطار)، مع أقسام التسخين والتثبيت والتبريد.

التعقيم:

• في التعقيم بالحرارة الرطبة، تتراوح درجات الحرارة بشكل عام من 110 إلى 120 درجة مئوية مع أوقات التعقيم من 20 إلى 40 دقيقة، حيث على سبيل المثال، يتم تعقيم الأطعمة المعلبة في الأوتوكلاف عند حوالي 121 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة، كما قد تكون درجات الحرارة الأعلى والأوقات الأقصر قد يكون لها تأثيرات مماثلة (على سبيل المثال، 134 درجة مئوية لمدة 3 دقائق).

• كما يجدر بالذكر إذا كانت الظروف لا تسمح بإنبات الجراثيم، فيمكن أيضًا تطبيق درجات حرارة منخفضة وأوقات أقصر، على سبيل المثال مع عصائر الفاكهة الحمضية أو المربى أو الحلويات، يكون التسخين إلى 80 – 100 درجة مئوية لمدة 10 دقائق كافيًا في العادة.

• أمّا لقتل الأبواغ البكتيرية بالحرارة الجاف ، يلزم تعرض أوقات أطول (على سبيل المثال تصل إلى ساعتين) ودرجات حرارة أعلى (مثل 160-180 درجة مئوية) مقارنة بالحرارة الرطبة.

• كما يتم تعقيم المحاليل التي تحتوي على مركبات قابلة للتحلل بالحرارة عن طريق الترشيح من خلال وسائط مثل أغشية النيتروسليلوز، كيسيلغوهر، البورسلين، الأسبستوس.

• كما يتم استخدام الأشعة فوق البنفسجية لإبقاء الغرف معقمة جزئيًا، حيث تُقتل البكتيريا وجراثيمها بسرعة، لكن الجراثيم الفطرية حساسة بشكل معتدل للإشعاع، حيث يستخدم الإشعاع المؤين (الأشعة السينية وأشعة جاما) لتعقيم الطعام والمواد المدمجة الأخرى.

• كما يمكن أيضًا استخدام الوسائل الكيميائية، حيث يستخدم أكسيد الإيثيلين لتعقيم الأطعمة والبلاستيك والأواني الزجاجية وغيرها من المعدات.

• بشكل عام للتعقيم، يتم تعليب المنتج أو تعبئته ثم معالجته بالحرارة في جهاز تعقيم بالبخار أو بالماء الساخن (شديد التسخين)، حيث قد تكون أجهزة التعقيم على دفعات أو مستمرة من خلال التشغيل.