کاربرد مایکروویو در فرآوری مواد غذایی

حرارت دهی یکی از مهمترین روشهای متداول در فرآیند مواد غذایی است. این روش نه تنها به دلیل تأثیر مطلوب بر روی کیفیت فرآورده غذایی بلکه به دلیل اثر نگه دارندگی آن بر روی غذا که با از بین بردن آنزیم، غیرفعال نمودن میکروارگانیسم، حشرات و انگلها همراه می باشد مورد توجه قرار گرفته است.

از انرژی مایکروویو برخلاف پرتوهای یونیزه برای حرارت دادن مواد غذایی استفاده می شود، در روشهای پخت تداول، حرارت ازمنبع حرارتی خارجی به ماده غذایی اعمال میشود. ولی در پخت با مایکروویو حرارت داخل ماده غذایی تولید می گردد. کاهش شدید زمان پخت جاذبه اصلی این روش را موجب می شود.

کاربردهای مایکروویو در صنایع غذایی عبارتند از : غیرفعال نمودن آنزیمها (بلانچینگ[1]) خشک کردن ، بالا بردن دمای مواد غذایی منجمد به زیر نقطه انجماد (تمپرینگ[2]) ، پاستوریزان ، استریلیزاسیون و پخش مواد آردی، که هنوز به دلیل تحقیقات ناقص، فقدان تجهیزات مناسب و هزینه بالای آنها به حد رضایتبخشی توسعه نیافته اند، اما کاربردهای توسعه یافته آن عبارتند از : تمپرینگ مواد گوشتی ، جداسازی چربی از پیه ، پاستوریزاسیون نان، خشک کردن نهایی ماکارونی ، پیازها، بیسکویتها و خشک کردن در خلاء کنسانتره آب میوه جات.

علاوه بر کاربردهای صنعتی مایکروویو حدود 40 سال است که از آونهای مایکروویو در منازل، سلف سرویسها، بیمارستانها، مدارس ، کافه ها و رستورانها به منظور پخت، گرم کردن غذای پخته شده و نرم کردن مواد غذایی منجمد (تاوینگ[3]) استفاده می نمایند.

حرارت دهی مواد غذایی با مایکروویو

امواج مایکروویو بخشی از طیف الکترومغناطیس هستند که دارای فرکانسی حدود 300000-300 مگاهرتز و طول موج 1-001/0 متر در هوا می باشند و در این طیف بین دی الکتریک و مادون قرمز واقع شده اند.

باید توجه داشت برخلاف اشعه ایکس و گاما امواج مایکروویو به علت داشتن فرکانس کم، قادر به شکستن پیوندهای شیمیایی و آسیب رسانی به مولکولهای مواد غذایی نیستند.

در روشهای متداول پخت، حرارت از منبع حرارتی خارجی به ماده غذایی منتقل می شود ولی در روش مایکروویو می توان در داخل مواد غذایی حرارت تولید کرد. در شکل زیر روش حرارت دهی متداول با مایکروویو مقایسه شده است.

مزایای مایکروویو

1-     مؤثر بودن انرژی ، متوسط راندمان مایکروویو 40-30 درصد است . در حالیکه گرم کردن مرسوم راندمانی برابر 14-7 درصد دارد.

2-     سرعت عمل و کاهش زمان فرایند مثلاً در بالا بردن دمای مواد غذایی تا زیر نقطه انجماد (تمپرینگ) زمان از چند روز به چند دقیقه کاهش می یابد.

3-     تمیز کردن آسان

4-     سهولت کاربرد (سهولت در استفاده از آن)

5-     چند منظوره بودن سیستم مایکروویو به علت وسعت دامنه تنظیم درجه حرارت ، بالا بردن دمای مواد غذایی منجمد به دمای چند درجه زیر صفر ، پختن، آب پز کردن و گرم کردن غذا را می توان در یک آون مایکروویو انجام داد.

6-     صرفه جویی در فضا. مایکروویو فضای کمی اشغال می کند. طرح توسعه کارخانه براحتی امکان پذیر است.

7-     صرفه جویی در امور خدماتی و پرسنلی در رستورانها و سلف سرویسهای بزرگ.

8-     امکان پخت بدون افزودن اب به مواد غذایی ، که در سبزیجات باعث حفظ ویتامینهای محلول در آب، املاح، رنگ و طعم وبالا رفتن کیفیت ارگانولپتیکی (طعم، مزه، رنگ، بافت،...) میشود.

9-     حفظ اجزای ناپایدار در حرارت مانند ویتامینها و لیپیدها (به دلیل توانایی در گرم کردن سریع و یکنواخت) عدم تشکیل واکنش میلارد نیز نکته مطلوبی در اکثر فرایندها مثل پاستوریزاسیون شیر است.

10-امکان حرارت دهی مواد بسته بندی شده می توان جهت پرهیز از الودگی ثانویه مواد غذایی را قبل از حرارت بسته بندی کرد.

11-امکان استفاده همزمان سیستم ماکروویو با سیستم های حرارتی دیگر نظیر بخار اب. هوای گرم و مادون قرمز.

12-امکان از بین بردن انزیمها (بلانجینگ) بدون تراوش مواد مغذی از سبزیها و میوه جات به علت سرعت حرارت دهی.

13-حذف سوختگی سطحی به دلیل نفوذ سریع امواج در عمق ماده غذایی.

14-امکان فرایند مواد غذایی با ضخامت زیاد که فرایند انها بوسیله روشهای حرارتی موجود مشکل و وقت گیر است.

محدودیتهای ماکروویو

1- نامشخص بودن نقطه پایان پخت به علت عدم امکان نمونه گیری در حین پروسس(در ماکروویو صنعتی).

2- ضعیف بودن تکنولوژی اندازه گیری درجه حرارت.

3- عدم امکان سرخ کردن غذاها به علت نفوذ امواج در عمق ماده غذایی.

4- محدود بودن تنوع تجهیزات.

5- کم بودن راندمان توان که در فرایندهای مداوم بیش از 75 درصد نیست.

6- بالا بودن سرمایه گذاری ثابت ولی در صورتی که همه هزینه ها در نظر گرفته شود از فرایندهای دیگر گرانتر نیست بویژه وقتی با روشهای دیگر فرایند همراه باشد.

7- کوتاه بودن عمر ژنراتور.

8- محدودیت در مواد اولیه بسته بندی (مواد اولیه بسته بندی می بایست امواج ماکروویو را از خود عبور داده و از طرف دیگر در مقابل عبور رطوبت و نور مقاوم باشند).

9- عدم امکان استفاده از ظروف و ورقه های فلزی جهت بسته بندی مواد غذایی.

10- تشکیل نقاط سرد و گرم در ماده غذایی، که یکی از علتهای آن جذب متفاوت امواج توسط ترکیبات مختلف مواد غذایی است. این حالت در آونهای خانگی بیشتر از مایکروویو مداوم صنعتی روی می دهد.

11- امکان غیرفعال نشدن برخی از میکروبهای بیماریزا در بعضی از مواد غذایی (به عنوان مثال میکروبهای بیماریزای موجود در شیر غیرفعال می شوند اما امکان غیرفعال نشدن همان میکروبها در گوشت وجود دارد).

12- عدم انجام واکنشهای شیمیائی کند و مطلوب ، درکاربرد مایکروویو زمان پخت کوتاه است که تغییرات کند شیمیائی که در برخی غذاها اهمیت دارند مجال رخ دادن ندارند، لذا غذاهای پخته شده توسط مایکروویو قهوه ای رنگ نشده و تردی در آن ظاهر نمی شود، ولی بیشتر مواد فرار حفظ می شوند. در نتیجه غذا دارای طعم غیرعادی است و این امر ممکن است از مطلوبیت آن بکاهد.

دورنمای مایکروویو در صنعت غذا

علیرغم پتانسیل بالقوه مایکروویو تاکنون اکثر کاربردهای مایکروویو به حد تجاری و صنعتی نرسیده است. دلایل عمده این عدم موفقیت هزینه بالای تجهیزات مایکروویو، عمر کوتاه ژنراتور، راندمان کم توان، تنوع محدود تجهیزات، مشکلات مربوط به قراردادها و فقدان تجربه کافی است. اما با توجه به مزایای مایکروویو و همچنین بسترهای مساعد فراهم آمده، به نظر می رسد که آینده درخشانی در انتظار کاربرد صنعتی مایکروویو باشد.