مقدمه
مصرف کنندگان مواد غذایی همیشه خواستار غذایی با طعم طبیعی و تازه به همراه مواد مغذی و ویتامینهای آن غذا بوده‌اند و این مطالب محقق نمی‌شود مگر با تکیه بر ابداع روشها و فن‌آوری‌های جددی در عرصه تولید مواد غذایی.
تولیدات صنعتی از جمله محصولات فریز شده، خشک شده و کنسر شده تکیه به دو روش‌کلی برای تیمار محصولات غذایی دارند. این دو روش عبارتند از حرارت دادن و سرما دادن، اگر چه این روشها متضمن تولید محصولی با ضریب میکروبی پایین هستند، اما باعث تنزل خواص کیفیتی و حسی آنها می‌شوند.
رنگ: مزه و بافت مواد غذایی که با حرارت فرآوری شده اند ممکن است به طور غیرقابل برگشتی تغییر کند. برای اصلاح این نقیصه تحقیقات بسیاری در مقیاس صنعتی و آزمایشگاهی انجام گرفته است تا روشهای ابداع کنند که در آنها از حرارت یا سرما برای تیمار محصولات استفاده نشده باشد.
در طول دو دهه گذشته مقالات بسیاری در شرح این تحقیقات به چاپ رسیده‌است و از آنجایی که در این روشها حرارت اعمال نمی شود و یا اگر وجود داشته باشد بسیار کم است، این روشها را روشهای بدون حرارت (non- thermal preservation) می‌نامند که مهمترین آنها شامل High pressure processing ، استفاده از pulsed- electric filds و pulsed- light است.
این مقاله سعی درمعرفی pressure processing high دارد.
pressure processing High:
در روش HPP، مواد غذایی را در معرض فشاری که 9000 بار بیشتر از فشار اتمسفر است قرار می‌دهند. این فشار به طور یکنواخت به تمام نقاط مواد غذایی اعمال می‌شود که شدت آن بستگی به حجم و مدت زمان تیمار کردن دارد.
استفاده از HPP نه تنها در صنعت غذا بلکه به طور عمومی و گسترده در صنایع تولیدات صنعتی از جمله سفال سازی، تولید الماس مصنوعی، فلزات مخصوص و تولید فلزات ورقه‌ای به کار می‌رود. فشار ایزواستاتیک بالا به طور روزمره در کارخانجات تولید مواد پلی مری مانند سنتز پلی اتیلن با چگالی پاینی و دو راکتورهای شیمیایی برای تولید کریستالهای کوله تز استفاده می‌شود.
اگر چه استفاده از HPP در صنعت غذا از ابتدای دهه 90 میلادی آغاز شد اما اثر این عملیات در نابود کنندگی میکروب ها بیشتر از 1 قرن برای ما شناخته شده بود.
در سال 1899 در یکی از اولین تحقیقات از HPP در صنایع غذایی استفاده شد که در آن از فشاری در حدود 5000 تا 7000 برای کاهش بار میکروبی گوشت و شیر استفاده کردند. این تحقیقات نشان داد که با قرار دادن شیر در فشاری در حدود
6800 میتوان 5 تا 6 چرخه لگاریتمی از بار میکروبی شیرکاست. همچنین مشاهده شده با قرار دادن گوشت در فشار 5400 ، shelf life آن را افزایش می‌یابد.
در اوایل قرن 20 تأثیر فشار بالا ( 6000) در لخته شدن آلبومین تخم مرغ مشاهده شد. تحقیقات دیگری نیز بر افزایش Shelflihe میوه‌های که با فشار بالا تیمار شده بودند تأکید داشت. این تحقیقات اولیه نشان داد که اعمال فشار بالا تأثیری همانند حرارت بالا بر روی پروتئین‌ها و بار میکروبی مواد غذایی دارد.
2- تجهیزات:
اجزای سیستم HPP شامل مجرای فشار، سیستم تولید فشار و تجهیزات جانبی آن است.
2.1 مجرای فشار:
مجرای فشار که کلیدی‌ترین قسمت این دستگاه است در واقع مکانیسمی که در آن مواد غذایی یا هر گونه محصولی درآنجا تحت تأثیر فشار بالا قرار می‌گیرد. این مجرا غالباً از فولادی با ناخالص‌های پایین که به طور روزمره در صنایع کرومیک و فلزسازی استفاده می‌شود ساخته می‌شوند. به هر حال یکی از نکات مهم و حیاتی که در رابطه با این مجرا وجود دارد این است که این مجرا بتواند هزاران چرخه فشار را در طول سال برای تیمار مواد غذایی تحمل کند.
این حجم بالای عملیات تحت فشار قرار گرفتن و برداشتن فشار در مجرا باعث افزایش فرسودگی فلز و کاهش عمر دستگاه می‌شود، بنابراین آلیاژی که مجرا از آن ساخته می‌شود باید در برابر خوردگی و اجزای شیمیایی مواد غذایی یا هر گونه پاک کننده‌ای که برای تمیز کردن کردن مجرا به کار می‌رود مقاومت داشته باشد.
Pressurizing systems2.1.2
2 مدل از سیستمهای تولید فشار در صنعت استفاده می‌شود که indirect, Direct نامیده می‌شوند. در سیستم indirect ماده واسطه که برای اعمال فشار به کار گرفته می‌شود (برای مثال آب) به وسیله یک تشدید کننده (intesiline) وارد مجرا می‌شود. همانگونه که به شکل شماره 2 نشان داده شده است. Intesifire یک پمپ تولید فشار بالا می‌باشد که برای تولید فشار به میزان مورد نیاز در سیستم به کار می‌رود.
در این سیستم Intesifire خارج از مجرای فشار و جدا از آن است که برای انتقال ماده واسطه به داخل مجرای فشار نیاز به لوله‌های اختصاص و مناسب است.
در سیستم Intesifire موتور تولید کننده فشار داخل خود مجرا قرار دارد (شکل b3) در این سیستم موتور تولید فشار و مجرای فشار هر دو در درون یک واحد قرار گرفته‌اند و اندازه مجرا تقریباً بزرگ است . فشار در این سیستم به وسیله یک پیستون به محصول منتقل می‌شود همچنین این سیستم نیاز به یک درزگیری بسیار دقیق دارد تا درمقابل حرکات پیستون بدون کوچکترین ضعف مقاومت کند. این نکته تنها محدودیت این سیستم است.
در روش wet bag configura که بیشتر در مورد مواد غذایی جاور مناسب ابتدا یک قالب در بیرون از مجرای فشار از مواد غذایی پر می‌شود، پس این قالب درون مجرای فشاری که از ماده واسطه فشاری پر شده است قرار می‌گیرد و با استفاده از فشار ایزواستاتیک سرد و آب به عنوان ماده واسطه موادغذایی تحت فشار قرار می‌گیرند.
در روش Configuration dry bag قالب درون خود مجرا قرار دارد، مواد غذایی داخل قالب ریخته می‌شوند و قالب به وسیله elastomer جدا از ماده واسطه فشاری قرار می‌گیرد.
در HPP گاز بی‌اثر و آب معمول‌ترین مواد انتقالی فشار هستند. با توجه به تراکم‌پذیری کم آب در مقایسه با گاز در اغلب موارد از آب به عنوان ماده واسطه استقاده می‌شود. وقتی که فشار در دمای از 0 تا 4000 افزایش می‌یابند کاهش حجم آب 5% است. این کاهش حجم در مقایسه با گاز بی‌اثر بسیار زیاد حجم گاز می‌تواند خطرناک باشد آب به گاز بی‌اثر ترجیح داده می‌شود. ناچیز است و به علت اینکه تراکم بالا و کاهش از 0 تا 4000 افزایش می‌یابد کاهش حجم آب 5% است. این کاهش جحم در مقایسه با گاز بی‌اثر بسیار زیاد حجم گاز می‌تواند خطرناک باشد آب به گاز بی‌اثر ترجیح داده می‌شود.