د محمد حمدي يكتب: تكنولوجيا تغليف اللحوم المبرده كأحد التطبيقات الحديثه لتحسين الجوده وفتره الصلاحيه

  باحث اول بمعهد بحوث الصحه الحيوانيه – صحه الاغذيه  – معمل اسيوط – مركز البحوث الزراعية – مصر

تغليف اللحوم يساهم في تحسين الجودة لأن اللحوم الطازجة هي منتج سريع التلف بسبب تركيبته البيولوجية وهناك العديد من العوامل التى تؤثر على جوده وصلاحيه اللحوم ونضارتها مثل درجة حرارة الحفظ ، مستوى الأكسجين الجوي O2) ) ، نشاط الإنزيمات ، الرطوبة ، الضوء والأهم المحتوى البكتيرى للحوم وحيث إن التركيبة الغذائية المتنوعة للحوم تجعلها بيئة مثالية لنمو وانتشار الميكروبات التي تفسد اللحوم ومسببات الأمراض الشائعة التي تنتقل عن طريق الأغذية ، لذلك من الضروري تطبيق تقنيات الحفظ المناسبة للحفاظ على سلامتها وجودتها.

من بين الأشكال المختلفة للحوم البقر المعدة للمستهلكين ، يعتبر لحم البقر المبرد هو اللحم البقري المعالج مباشرة في درجات حرارة منخفضة للغاية للحفاظ على درجة الحرارة الداخلية للحوم البقر عند 4 درجات مئوية ويتم تداولها عند  مستوى عالٍ من المعالجة الحمضية والتي تتم دائمًا عند 4 درجات مئوية.

نظرًا لظروف درجة حرارة التخزين المبرده  المناسبة ، يحافظ اللحم البقري المبرد على الهيكل التنظيمي الأصلي والتكوين الغذائي للحوم البقر ، مما يجعل اللحم البقري المبرد غنيًا بالقيمة الغذائية والجودة الجيدة ويساعد على الهضم والامتصاص. ومع ذلك ، فإن لحوم الأبقار المبردة شديدة التلف ، مما يجعلها وسيلة مثالية للنمو الميكروبي السريع والخسائر الاقتصادية الكبيرة. لذلك ، من الأهمية بمكان بالنسبة لصناعة لحوم البقر أن تجد مواد حفظ جديدة وفعالة للحفاظ على جودة اللحم البقري المبرد وزيادة مدة صلاحيته.

تهتم العمليات المستخدمة في حفظ اللحوم بشكل أساسي بتثبيط الفساد الميكروبي ، على الرغم من السعي وراء طرق أخرى للحفظ لتقليل التغيرات المتدهورة الأخرى مثل اللون والتغيرات المؤكسدة. ومع زيادة الطلب على الجودة العالية والأمان والمظهر الطازج وفتره  التخزين الطويل في منتجات اللحوم الطازجة ، تم استحداث تقنيات بديلة عن الطرق التقليديه مثل الضغط الهيدروستاتيكي العالي)  High hydrostatic pressure) ، والتبريد الفائق (Superchilling) ، واستخدام المواد الحافظه الطبيعيه (Natural preservatives) واستحداث تقنيات تغليف وتعبئه ذات فعاليه فى حفظ اللحوم تسمى بالتعبئه النشطه (Active packaging)  .

في حين أن بعض هذه التقنيات فعالة في تثبيط الميكروبات الأكثر شيوعًا والمتسببه فى حدوث الأمراض التي تنقلها الأغذية ، إلا أنها ليست فعالة ضد الجراثيم (Spores) ، ولزيادة فعاليتها ضد الخلايا النابته (Vegetative cells) وقد تتضمن طريقة معينة للحفظ العديد من مبادئ مضادات الميكروبات ويمكن اعتبار كل خطوة تحكم على أنها “حاجز” ضد انتشار الميكروبات ، ويمكن تصميم مجموعات من العمليات ما يسمى بتكنولوجيا الوثب فوق الحاجز (Hurdle concept) لتحقيق أهداف معينة من حيث الجودة الميكروبية والحسية.

أكثر تقنيات الحفظ الجديدة التي تتم للحوم الطازجة هي تقنيات التثبيط غير الحراري مثل أنظمة التعبئة والتغليف الجديدة بما في ذلك التعبئة والتغليف في الغلاف الجوي المعدل ( Modified atmosphere packaging  (MAP، والتعبئة النشطة (Active packaging AP)  وتحاول كل هذه التقنيات البديلة أن تكون معتدلة وموفرة للطاقة وصديقة للبيئة وتضمن المظهر الطبيعي مع القضاء على مسببات الأمراض والكائنات الدقيقة المسببة للتلف.

تغليف المواد الغذائية له وظائف متعددة ، مثل الحماية والملائمه والترويج والتعريف بالمنتج وزيادة فتره صلاحيه المنتج  ويعد تغليف المواد الغذائية من أهم خطوات التصنيع الغذائى الامن حيث ان سلامة الغذاء تعتبرهى الغرض الأساسي من تغليف المواد الغذائية بمنع الفساد والتلوث وزيادة الحساسية وتقليل فقدان وزن المنتج الغذائى.

أحد الأنواع الواعدة للتعبئة النشطة هو دمج المواد المضادة للميكروبات في مواد تغليف المواد الغذائية للتحكم في النمو غير المرغوب فيه للميكروبات على سطح الأطعمة ، ويعد استخدام المواد ذات البنية النانومترية أو المعدلة النانومترية طريقة واعدة لإطالة العمر الافتراضي للمنتج الغذائي وضمانه ومنها افلام المركب الحيوى النانومترى  ( bio-nanocomposite film  (وهى  عبارة عن مادة تعبئة قابلة للتحلل الحيوي تعتمد على البوليمر البيولوجي الطبيعي ، وهو بوليمر جديد يستخدم في تغليف المواد الغذائية حيث يتمتع البوليمر الحيوي النانوميترى بخصائص ميكانيكية ومانعه ممتازة وقابليه للتحلل البيولوجي في نهاية عمره. حديثا  تتمتع المركبات الطبيعية القائمة على البوليمر بإمكانيات كبيرة لتحسين جودة وسلامة الأطعمة المعبأة من خلال تحسين نشاطها المضاد للميكروبات وخصائصها الحاجزة.

تستخدم الزيوت العطرية النباتية (Essential oils (EOs)) على نطاق واسع في تغليف الأطعمة وحفظها لضمان سلامة الأغذية وجودتها ، ويتم إثراء الخصائص المضادة للميكروبات لهذه الزيوت عن طريق تقليل حجم جزيئاتها  ثم يمكن إضافة هذه الزيوت بعد معاجتها بتقنيه النانو على شكل مستحلب نانوميترى مباشرة إلى الطعام ، أو يتم وضعها في حاوية منفصلة ، أو دمجها في مواد التغليف. يعد التغليف النشط الذي يتفاعل مباشرة مع الطعام الجيد أن له القدره على المحافظه على جودة الطعام واطاله مدة صلاحيته حيث تتضمن آلية عمل التغليف النشط امتصاص أو إطلاق مركبات ، بما في ذلك مضادات الميكروبات ، المسؤولة عن تثبيط أو تقليل الميكروبات في الغذاء.

يعد زيت القرنفل من الزيوت العطريه التى تحتوى على العديد من الخصائص البيولوجية ، مثل خصائصه المضادة للبكتيريا والفطريات ومبيدات الحشرات ومضادات الأكسدة ويستخدم بشكل تقليدي كنكهة وعامل مضاد للميكروبات في الغذاء ، ويعد الأوجينول المكون الرئيسي للزيت العطري للقرنفل وهو مركب فينولي له أنشطة قويه بيولوجية ومضادة للميكروبات. ويأتى تاثيره المضاد للميكروبات من خلال انه يخثر البروتين ويتفاعل مع الفوسفوليبيد في غشاء الخلية ، بالاضافه الى قدرته فى تغير نفاذية غشاء الخلية والقضاءعلى عدد كبير من البكتيريا سالبة الجرام وإيجابية الجرام وكذلك أنواع مختلفة من الخمائر.

التعبئة والتغليف بتفريغ الهواء Vacuum packaging (VP) والتعبئة في الغلاف الجوي المعدل (MAP) هي تقنيات تعبئة تستخدم للحوم الطازجة ومنتجات اللحوم المصنعة من أجل إطالة فتره الصلاحيه.

تعمل التعبئه بتفريغ الهواء (VP) على زياده فتره تخزين اللحوم المبردة من خلال الحفاظ على بيئة تفتقر إلى الأكسجين داخل العبوة ، وبهذه الطريقة تقليل الأكسدة وتمنع نمو البكتيريا الهوائية وتؤدي إلى النمو البطيء للبكتيريا المقاومة لثاني أكسيد الكربون وأثبتت عبوات التغليف المفرغه للهواء الجوى للحوم الطازجة فعاليتها في إطالة فتره الصلاحيه مع الحفاظ على الخصائص الحسية الكامنة للحوم لفترة طويلة بما فيه الكفاية.

التعبئة في الغلاف الجوي المعدل (MAP) هو إزالة واستبدال الهواء الجوي المحيط بالمنتج قبل إحكام غلقه في المواد الحاجزة للبخار ، ويعتبر ثاني أكسيد الكربون(CO2)  والنيتروجين (N2) والأكسجين  (O2) بتركيزات مختلفة هي الغازات الأكثر استخدامًا في تكنولوجيا تعبئة اللحوم.

ويمكن تصنيف التعبئة في الغلاف الجوي المعدل إلى فئتين رئيسيتين :

• منخفضة الاوكسحين وتشمل التعبئة والتغليف بتفريغ الهواء، والاحلال بغاز ثاني أكسيد الكربون و غاز النيتروجين.
• أجواء معدلة عالية الأكسجين

تمثل كل من هذه الغازات دورًا محددًا في عملية الحفظ  وبالتالى يؤثر على جودة اللحوم حيث ان المستويات العالية من ثاني أكسيد الكربون تقلل التنفس وبالتالي تقلل من معدل نمو الميكروبات، ويكون لثاني أكسيد الكربون تأثير مثبط أكبر في درجات الحرارة المنخفضة بسبب زيادة قابلية ذوبان ثاني أكسيد الكربون وعلى الرغم من أن  زياده تركيز ثاني أكسيد الكربون الى ما يقترب من 100%  يؤدى الىإطالة فترة التخزين بسبب التحكم في بكتيريا فساد الأغذيه ، فإن ثاني أكسيد الكربون له أيضًا تأثير سلبي على مظهر واستقرار اللون وملمس اللحوم النيئة مقارنةً بخلائط الغازات الأخرى، فى حين ان غاز النيتروجين لا يؤثرعلى المنتج المعبأ ويستخدم كمكمل للاوكسجين و لثاني أكسيد الكربون في مخاليط الغاز بالاضافه الى دورالأكسجين في مخاليط الغاز حيث يعتبر هو المسؤول عن اللون الأحمر الساطع للحوم المحفوظه.

تشتمل مواد التغليف المرنة المستخدمة في التعبئة والتغليف بتفريغ الهواءغالبا على أغشية متعددة الطبقات ، وتستخدم مادة البولي أميد على نطاق واسع في تغليف الأطعمة المصنعة في عبوات تفريغ الهواء ، وتعمل هذه المواد كحاجز ممتاز للاكسجين ولها مقاومة حرارية عالية بالإضافة إلى الخواص البصريه للغذاء المحفوظ. ومع ذلك ، فإن الطبيعة المحبة للماء لمادة البولي أميد تسبب انخفاضًا كبيرًا في خصائص حاجز الأكسجين عند تعرضها لبيئة ذات رطوبة نسبية عالية. لهذا السبب ، في معظم تطبيقات تغليف المواد الغذائية ، يتم استخدام البولي أميد في هياكل متعددة الطبقات بين طبقتين على الأقل من مادة كارهة للماء (الطبقة الداخلية والخارجية) ، مثل البولي إيثيلين أو البولي بروبيلين.