روش هاي نوين انجماد و انجماد زدايي

انجماد يك روش نگهداري از غذا مي باشد كه استفاده مي شود براي صدها سال، به دليل آنكه كيفيت محلول را بالا نگه مي دارد(1993 Persson & Londaht). كيفيت غذاهاي منجمد تقريبا وابسته به فرآيند انجماد و انجماد زدايي مي باشد

انجماد تحت فشار بالا:
وقتي آب در فشار اتمسفر، انجماد مي يابد حجم ماده غذايي افزايش يافته. اين افزايش حجم متاثر از يخ هاي تشكيل شده مي باشد كه منحصرا دانسيته پايين تري از آب مايع داشته كه درنتيجه باعث افزايش حدود 9% در طي انجماد در دماي صفر و 13% در دماي 20%- شده (Kalichevshy و ديگران ، 1995). كه اين افزايش حجم باعث آسيب به بافت شده، به هر حال، تحت فشار بالا چند نوع يخ شكل گرفته (يخ II وIX) كه در اين حالت دانسيته آنها از آب بيشتر شده. در مدت انتقال فاز، فشار بالا از گسترش حجم يخ جلوگيري كرده كه در نتيجه آسيب به بافت كاهش مي يابد . تحت فشار بالا، ناحيه آبي غير منجمد (مرحله مايع) در دماي زير صفر درجه مشاهده مي شود، اما در حالي كه وقتي فشار آزاد و رها مي باشد، سرماي خيلي شديد مي تواند ايجاد شود كه در نتيجه سرعت تشكيل هسته هاي يخ خيلي زياد افزايش مي يابد. يخ VI داراي دانسيته kg⁄m3 103×31/1 مي باشد كه تشكيل شده در دماي اتاق و فشار حدود MPa900 ، پس نتيجه مي گيريم كه مي توان بدون كاهش دما و با افزايش فشار هم يخ توليد كرد (Kalichevshy و ديگران ، 1995). با كاهش فشار، ممكن كل مراحل مختلف آب تغيير كند .
فشار بالا مي تواندشرايط فوق سرد را آسان و تسهيل كند و تشكيل هسته يكسان و يكنواخت را بهبود بخشيده و باعث توليد هسته به صورت سريع و ايجاد كريستال هاي كوچك شده (Kalichevshy و ديگران ، 1995). در اثر استفاده از فشار بالا از نظر ميكرو ساختاري آسيب به بافت كاهش يافته به دليل آنكه كريستال هاي يخ با سايز كوچكتر ايجاد شده و در نتيجه باعث توليد محصول با كيفيت بالا شده (2000 Chevalier , Sentissi) . مارتيفر و ديگران (1998) در مقايسه اي بين اندازه و موقعيت كريستال هاي يخ و يكنواختر بوده. Chevalier و ديگران (2000) گزارش دادند كه انجماد با فشار بالا مي تواند اندازه كريستال هاي يخ را كاهش دهد و باعث حفظ ساختار ريز ماده شود.
Fuchigami و Teramoto ساختار و بافت Konnyako منجمد شده در شرايط MPa 700-1/0 و سپس انجماد زدايي شده در فشار اتمسفر را مورد بررسي قرار داند و به اين نتيجه رسيدند كه فشار بالا در حين انجماد در بهبود بافت Konnyako بي اثر بوده. ژاپني ها در استفاده از فشار بالا براي حفظ مواد غذايي پيشرو بوده و هستند.

انجماد به صورت Dehyardo freezing :
Dehyardo freezing روشي از انجماد بوده كه ابتدا ماده غذايي با رطوبت مطلوب آبگيري شده و سپس عمل انجماد روي آن صورت مي گيرد (1997 Singh , Robbert). ميوه و سبزي تازه نسبت به گوشت حاوي آب بيشتري بوده و داراي ديواره سلولي مي باشند. به اين دليل غشاء سلولي آنها الاستيسيته كمتري داشته و اين آمادگي را دارد كه كريستال هاي يخ بزرگ را در طي انجماد در خود شكل دهد. با افزايش سرعت انجماد، به دليل كاهش اندازه كريستال هاي يخ مي تواند باعث آسيب به بافت محصول شود. Dehyardo freezing به دليل حذف بخشي از آب موادغذايي قبل از انجماد راه اتمبد بخشي را براي نگهداري از ميوه و سبزي فراهم كرده(1991 , Biswal) . كاهش محتواي رطوبتي ، ميزان آب انجماد يافته را كاهش داده، بنابر اين بار سرماگذاري در طي انجماد نيز كاهش مي يابد. به علاوه Dehyardofreezing هزينه بسته بندي، انبارداري را كاهش داده، و باعث حفظ كيفيت محصول در مقايسه با محصولات مشابه شده (Biswal و ديگران ، 1991).
Garrole (1989) دريافت كه توت فرنگي دو نيم شده و عمل آوري شده در محلول گليسرول، گلوكز و ساكارز برون نشت كمتري داشته و اين قاعده به دليل محتواي آبي پايين و احتمالا ميزان آسيب ساختاري كمتر بوده.
از نقطه نظر پانديست ها نخود سبز دهيدراته منجمد از لحاظ مزه و طعم در مقايسه با نخود سبزهاي ديگر مناسب تر بودند. سيب، خربزه، سيب زميني، هويج و نخود سبز بعد از دهيدراته شدن و انجماد براي تهيه غذاي مطلوبي مثل پاي سيب و بستني خربزه استفاده مي شوند.

انجمادزدايي تحت فشار بالا :
انجمادزدايي تحت فشار بالا، زمان انجماد زدايي را كاهش مي دهد. Makita (1992) پي برد كه انجمادزدايي تحت فشار بالا در گوشت هاي يخ زده فقط به 1/3 زمان مورد نياز براي فشار اتمسفر نيازمند بوده. در حالت محصولات از لحاظ كيفيت حسي قابل مقايسه با ديگر محصولات كه به طور طبيعي با آب انجماد زدايي شده، هستند. انجمادزدايي تحت فشار بالا باعث ايجاد بافت و كيفيت بهتر شده، Termato و Funchigami (2000) گزارش دادند كه بافت Konnyaku وقتي كه تحت فشار MPa 400-200 آب مي شوند بهبود يافت. همچنين اين فرآيند روي tofu مشاهده شد. در طي انجمادزدايي تحت فشار بالا برون نشت گوشت به ميزان زيادي كاهش يافت و روي رنگ ، نفوذ و پخت اثرمنفي ديده نشد. (Zaho و ديگران 1998).
Zaho و ديگران اثبات كردند كه سطح فشار و سرعت عمل آوري روي سرعت انجماد زدايي موثر و روي كيفيت محصول اثر مي گذارد در حالي كه ويژگي هايي چون اندازه و دماي اوليه روي سرعت انجماد زدايي موثر نبودند.
محدوديت استفاده از انجمادزدايي تحت فشار بالا ، هزينه و گران بودن آن است، استفاده از فشار به دليل استفاده همزمان انجماد با فشار بالا و انجمادزدايي تحت فشار بالا به دليل ناتوره كردن pr مي تواند باعث تغيير رنگ گوشت شود (Kalichevshy و ديگران ، 1995).

انجماد زدايي تحت ميكرويو:
خصوصيت منحصر به فرد ميكرويو نفوذ و توليد حرارت در عمق مواد غذايي مي باشد (Tong و Lentz 1993). از مزيت هاي انجماد زدايي تحت ميكرويو آن است زمان انجماد زدايي كوتاه تر شده و به فضاي كمتري نيازمند بوده. برون نشت كاهش يافته و مساله فساد ميكروبي و شيميايي كاهش مي يابد (Meisel 1973). به هر حال محدوديت انجماد زدايي با ميكروويو، زياد گرم شدن آن است و عامل اصلي فرار حرارت run away heating ، جذب بيش از حد ميكرويو به وسيله آب مايع است، به اين دليل مواد غذايي خطر از دست دادن آب اضافي و تخريب شيميايي حرارتي را داشته (Rosenberg و ديگران 1997).
سرعت انجماد زدايي در انجماد زدايي تحت ميكرويو به خصوصيات مواد و اندازه و ابعاد و مغناطيس و فراكانس هاي اشعه بستگي دارد (Pangrle و Ayappa 1997). و فاكتورهايي همچون خصوصيات حرارتي در اثر دما، اشكال نا متجانس و بي قاعده غذاها تغيير كرده (Taoukis و ديگران 1987).
Basaka و Ayappa (1997) نشان دادند كه اگر درفرآيند انجماد زدايي تحت ميكرويو از تايلوز استفاده شود اين عنصر روي ظزفيت حرارتي موثر بوده و باعث ايجاد نيروي ميكرويو شديدتري شده.
Pangrle و ديگران (1991) مدلي را طراحي كردند كه انجماد زدايي با ميكرويو در سيلندر ها NaCl 1/0 مولار صورت گيرد و همچنين Taoukis و ديگران (1987) نشان دادند كه استفاده از ايزوترم هاي مغناطيسي تعديل شده باعث شد كه انجماد زدايي به فاز جلويي در حلال سوق پيدا كند. آنها نشان دادند كه اگر گوشت با استفاده از سيلندر گرم و نيروي پايين آب شود از حالتي كه فركانس MHz 2450 باشد مناسب تر بوده.
انجماد زدايي اهمي:
وقتي جريان الكتريكي به صورت هدايت در سرتاسر غذا عبور كرده و در حالتي كه مقاومت الكتريكي بالا مي باشد، گرماتوليد شده به صورت آني و لحظه اي در غذا، و بنابراين اين جريان باعث افزايش دما در تكه غذا مي شود (Hsieh , Fu 1999). در صنعت مواد غذايي، بيشتر تجه كاربرد حرارت دهي اهمي، روي فرآيند پاستوريزاسيون بوده، انجمادزدايي اهمي در مقايسه با انجماد زدايي با ميكروويو محدوديت هايي براي نفوذ به عمق ماده غذايي داشته. حرارت دهي اهمي همچنين مزيت هايي نسبت به حرارت دهي هاي مرسوم داشته مثل سرعت حرارت دهي بالا، كارآيي انتقال انرژي بالا، حرارت دهي حجمي و… .(Reznick 1996).
استفاده از حرارت دهي اهمي براي انجماد زدايي مواد غذايي يك روش ابتكاري مي باشد. Othsuki (1991) آشكار كردكه اين روش سرعت انجماد زدايي را زياد كرده به طور مثال زمان انجماد زدايي براي تن ماهي منجمد، گوشت گوساله و تخم مرغ را به ميزان 1/4 تا 1/3 كاهش داده.
Funchigami (1994) اثر انجماد زدايي الكتريكي را بر روي هويج منجمد بررسي كرد و نشان دادكه برون نشت، آسيب سلول و نرم شدگي توسط انجماد زدايي اهمي جلوگيري شد. Park , Lee , Youn (1998) اثر انجماد زدايي اهمي را در گوشت منجمد مقايسه كردندكه در اين حالت از ولتاژ V210-60 و فركانس Hz 60 و KHz 60 استفاده شدو نشان داد انجماد زدايي اهمي برون نشت را كاهش داده وظرفيت نگه داري آب بهبود يافت بخصوص زماني كه ولتاژ پايين بود. و باعث توليد محصولات با كيفيت شد.
انجماد زدايي صوتي (Acoustic):
به كارگيري ار انرژي صوتي براي انجماد زدايي در حدود 50 سال گذشته آغاز شده، به هر حال جنبه هاي منفي آن شامل نفوذ پايين ، نياز به نيروي بالا مانع از گسترش اين روش شده (Brody و Antenevich 1959). اخيرا كار روي مكتنيسم استراحت نشان داد كه بيشتر انرژي صوتي در محدوده فركانس استراحت كريستال هاي يخ در مواد غذايي جذب مي شوند.
Kissam و ديگران (1981) توضيح دادنئ كه انجماد زدايي تحت فركانس استراحت نسبت به انجماد زدايي با حرارت هدايت داراي سرعت بالاتري براي انجماد زدايي بوده. آزمايشات روي قطعه اي از ماهي كد نشان داد كه انجماد زدايي صوتي زمان مورد نياز را تا 71 % كاهش داد وقتي كه انرژي صوتي با Hz1500 و w60 استفاده شد.
Miles و Morley (1999) از انرژي صوتي براي انجماد زدايي گوشت و ماهي استفاده كردند و نشان دادند كه فركانس حدود KHz50 با مكانيسم استراحت مطابقت داشته
نتيجه:
فرآيند انجماد و انجماد زدايي پيچيده بوده و شامل انتقال حرارت و يكسري تغييرات فيزيكي و شيميايي بوده كه ممكن است روي كيفيت محصول اثر بگذارد. روش هاي نوين انجماد كه شامل انجماد در فشار بالا و انجماد آبگيري شده مي باشد باعث تسريع در فرآنيد انجماد شده، بنابراين تشكيل كريستال يخ به صورت كوچك و يكنواخت صورت گرفته استفاده از pr هاي ضديخ و pr هاي ايجاد كننده هسته يخ به طور مستقيم روي فرآيند انجماد اثر بهبود كننده گي داشت.

منابع :

1 – Arai, S., &Watanabe, M. (1986). Freeze texturing of food materials byice-nucleation with the bacterium Erwinia ananas. Journal of Biological Chemistry, 50(1), 169–175.
2- Basak, T., & Ayappa, K. G. (1997). Analysis of microwave thawing of slabs with effective heat capacity method. AlChE Journal, 43(7), 1662–1674.
3- Biswal, R. N., Bozorgmehr, K., Tompkins, F. D., & Liu, X. (1991). Osmotic concentration of green beans prior to freezing. Journal of Food Science, 56(4), 1008–1011.
4- Brody, A. L., & Antenevich, J. N. (1959). Ultrasonic defrosting of frozen foods. Food Technology, 13, 109–110.
5- Chevalier, D., Sentissi, M., Havet, M., & Le Bail, A. (2000).
6- Comparison of air-blast and pressure shift freezing on Norway lobster quality. Journal of Food Science, 65(2), 329–333.
7- Davies, P. L., & Hew, C. L. (1990). Biochemistry of fish antifreeze proteins. FASEB, 4, 2460–2468.
8- Dixon, G. M., & Jen, J. J. (1977). Changes of sugars and acids of osmovacuum-dried apple slices. Journal of Food Science,42, 1126– 1127.