نگهدارنده های طبیعی در آبمیوه ها

در این مقاله قصد داریم به بررسی کاربرد نگهدارنده های طبیعی برای افزایش ماندگاری آبمیوه ها بپردازیم:

همانطور که می دانید میوه ها و سبزیجات نقش مهمی در تغذیه انسان دارند. بیشتر میوه ها و سبزیجاتی که وجود دارند قابل خوردن هستند. بخش اعظم تلفات پس از برداشت به دلیل عدم وجود روش‌های فراوری و نگهداری کافی، می باشد. آبمیوه یکی از محصولات فرآوری شده ایست که از فشردن میوه ها با یا بدون تیمار به دست می آید، و می تواند به عنوان یک راه جایگزین برای مصرف میوه و سبزیجات استفاده شود. آبمیوه ها به دلیل ارزش غذایی، رفع تشنگی مناسب، اثرات محرک، یا ارزش دارویی مصرف می شوند. آبمیوه به عنوان یک محصول تخمیر نشده اما قابل تخمیر تعریف می شود که برای مصرف مستقیم در نظر گرفته شده است که با فرآیندهای مکانیکی از میوه های رسیده به دست می آید و منحصراً با وسایل فیزیکی نگهداری می شود. افزودن قندها یا اسیدها می تواند مجاز باشد اما باید در استانداردهای خاص کشور تأیید شود.

مصرف آبمیوه ها به دلیل داشتن اجزای غذایی مفید برای سلامتی، اخیراً افزایش یافته است. تقاضای مصرف کننده برای آبمیوه های غیر پاستوریزه شده در دهه های اخیر به دلیل محتوای بالای ویتامین C و سایر آنتی اکسیدان های آن (و محتوای کم سدیم، کلسترول و چربی) افزایش یافته است، زیرا این ترکیبات نقش مهمی در پیشگیری از بیماری ها ایفا می کنند. با این حال، کاهش کیفیت در آبمیوه های غیر پاستوریزه ممکن است در نتیجه تغییرات میکروبیولوژیکی، آنزیمی، شیمیایی یا فیزیکی رخ دهد. علاوه بر این، آبمیوه های غیر پاستوریزه که با آسیاب کردن و/یا فشرده سازی تهیه می شوند در حال محبوب شدن هستند.

آبمیوه های غیر پاستوریزه به صورت حرارتی فراوری نمی شوند و این امر ممکن است باعث افزایش خطر آلودگی شود. اگرچه فن آوری های مدرن به کار رفته در فرآوری مواد غذایی و استانداردهای میکروبی منطقی ایمنی مواد غذایی، احتمال ابتلا به بیماری های مرتبط با مواد غذایی را کاهش داده است، اما فساد محصول در کشورهای صنعتی رو به افزایش است. چندین دستورالعمل توسط مقامات نظارتی مواد غذایی در سراسر جهان برای کنترل یا کاهش شیوع بیماری های ناشی از مواد غذایی یا فساد به نفع مصرف کنندگان و صنعت آبمیوه منتشر شده است.

 

پیشگیری از فساد در آبمیوه ها

روند فعلی نگهداری آبمیوه ها مبتنی بر بکارگیری روش های خاصی است که می تواند محصولات با کیفیت را با مواد نگهدارنده افزوده کمتر و ارزش غذایی بالا تضمین کند و در عین حال محصول را از نقطه نظر میکروبیولوژیکی ایمن نگه دارد. روش های نگهداری مورد استفاده در افزایش ماندگاری آبمیوه ها عبارتند از: حرارت دادن (پاستوریزه کردن و استریل کردن)، اسیدی کردن، تخمیر و افزودن مواد نگهدارنده شیمیایی.

اخیراً تکنیک‌های غیرحرارتی و افزودن مواد ضدمیکروبی طبیعی نیز مورد توجه قرار گرفته‌اند.

 

نگهدارنده های شیمیایی

نگهدارنده های شیمیایی مانند بنزوات سدیم، متابی سولفیت پتاسیم و سوربات پتاسیم معمولاً برای افزایش عمر مفید آبمیوه ها و نوشیدنی ها استفاده می شوند. با این حال، در مورد خطرات و فواید مواد نگهدارنده شیمیایی بحث‌های زیادی وجود دارد، زیرا برخی از آنها با مشکلات گوارشی، سرطان، بیماری‌های عصبی، اختلال کمبود توجه و بیش فعالی، بیماری قلبی یا چاقی مرتبط هستند. ایمنی بسیاری از نگهدارنده های شیمیایی مورد استفاده در مواد غذایی هنوز مشخص نشده است. نگهدارنده های شیمیایی ممکن است باعث مشکلات تنفسی و شوک آنافیلاکتیک در افراد مستعد شوند ، و برخی از نگهدارنده های شیمیایی به عنوان تشدید کننده اختلال نقص توجه و بیش فعالی شناخته شده اند.

برخی از نگهدارنده های شیمیایی رایج در آبمیوه ها شامل اسید بنزوئیک و مشتقات آن است: اسید سالیسیلیک، اسید سوربیک، SO2 و غیره ،

با این حال، مصرف کنندگان، مواد نگهدارنده مصنوعی را به عنوان محصولات مصنوعی در نظر می گیرند که منجر به رد این دسته از مواد غذایی می شود. اخیراً گزارش شده است که بنزن می تواند از اسید بنزوئیک موجود در مواد غذایی تشکیل شود. S. cerevisiae و P. anomala قادر به دکربوکسیله کردن اسید سوربیک به ۱,۳-pentadiene هستند که باعث ایجاد بوی بدی شبیه نفت سفید می شود  و S. pombe ممکن است در صورت وجود سولفیت، بوی بد ایجاد کند.

 

نگهدارنده های طبیعی

پاستوریزاسیون حرارتی باعث ایجاد برخی از اثرات نامطلوب بر روی مواد غذایی مانند از دست دادن مواد مغذی و کاهش طعم تازگی می شود و گزارش شده است که نگهدارنده های شیمیایی اثرات منفی بر سلامتی دارند. اخیرا، تقاضای مصرف‌کننده برای مواد غذایی تازه و ایمن بدون افزودن مواد نگهدارنده شیمیایی، علاقه به استفاده از نگهدارنده‌های غذایی از منابع طبیعی را افزایش داده است. نگهدارنده های طبیعی مانند باکتریوسین ها، اسیدهای آلی، اسانس ها و ترکیبات فنلی برای مدتی در محصولات غذایی مورد استفاده قرار گرفته اند. اخیراً تمرکز بر خواص کاربردی مواد طبیعی برای استفاده از آنها در محصولات غذایی از جمله آبمیوه ها بوده است.

 

پیشگیری از تجزیه شیمیایی

تجزیه شیمیایی آبمیوه ها در نتیجه قهوه ای شدن و اکسید شدن است. قهوه ای شدن آنزیمی یک فرآیند شیمیایی است که شامل آنزیم هایی مانند پلی فنل اکسیداز، کاتکول اکسیداز و سایر آنزیم هایی است که ملانین ها و بنزوکینون را از فنل های طبیعی موجود در آبمیوه ها ایجاد می کنند و در نتیجه رنگ قهوه ای ایجاد می شود. قهوه ای شدن غیر آنزیمی نیز یک واکنش شیمیایی مخرب و مضر است که مسئول مشکلات کیفی آبمیوه ها است و گزارش شده که در آب مرکبات، قهوه ای شدن غیر آنزیمی در نتیجه واکنش های قندها، آمینو اسیدها و اسید آسکوربیک اتفاق می افتد.

 

منابع نگهدارنده های طبیعی

۱-گیاهان

مدت‌ها قبل از کشف میکروب‌ها، این ایده که گیاهان خاصی پتانسیل شفابخشی دارند و دارای خواصی هستند که در حال حاضر به عنوان فعالیت ضد میکروبی شناخته می‌شوند به خوبی پذیرفته شده بود. از زمان های قدیم، انسان ها از گیاهان برای درمان بیماری های عفونی رایج استفاده می کردند. اخیراً نیز انگیزه زیادی برای استفاده از مواد ضد میکروبی با منشاء گیاهی در محصولات غذایی به وجود آمده است.

 

۱-۱-عصاره ها

گیاهان و ادویه‌ها که در طول تاریخ در غذاها برای افزودن طعم و عطر استفاده می‌شده اند، به‌خاطر فعالیت‌های ضد میکروبی خود شناخته شده‌اند. محققان تلاش کرده‌اند از فعالیت‌های غیرفعال‌کننده میکروبی عصاره‌های چای سبز و کاتچین‌های خالص سازی شده چای استفاده کنند. افزودن عصاره چای سبز به آب هندوانه باعث غیرفعال شدن استافیلوکوکوس اورئوس و L. مونوسیتوژنز به ترتیب طی ۲ و ۳ روز شد.

برخی دانشمندان گزارش کردند که عصاره چای سبز کاربردهای گسترده ای به عنوان عوامل ضد باکتری در برابر طیف وسیعی از عوامل بیماری زا دارند. عصاره چای Arrowroot فعالیت ضد میکروبی در برابر E. coli O157:H7 نشان داده است. فعالیت ضد میکروبی چای سبز احتمالاً به دلیل اثر ترکیبی ترکیبات فنلی چای و pH پایین  چای دم کرده است.

ابراهیم و همکاران (۲۰۰۶) پتانسیل کافئین با غلظت ۰٫۵٪ یا بالاتر را به عنوان یک عامل ضد میکروبی موثر برای غیر فعال کردن E. coli O157: H7 گزارش کردند. این مطالعات نشان می دهد که دمنوش/عصاره چای می تواند یک نگهدارنده طبیعی بالقوه مورد استفاده برای افزایش عمر مفید آبمیوه ها برای بهبود ایمنی میکروبی آنها باشد.

عصاره مرکبات نیز با موفقیت در آبمیوه ها و سبزیجات استفاده شده است. از عصاره لیمو برای مهار چند میکروارگانیسم فسادزا مانند B. licheniformis، Lactobacillus spp.، Pichia subpelliculosa، S. cerevisiae و Candida lusitaniae استفاده شد و حداقل غلظت بازدارندگی مشاهده شده در محدوده ۱۰۰ ۱۵۰ ppm بود.

 

۲-۱-اسانس ها

اسانس‌ها مایعات روغنی معطری هستند که از مواد گیاهی (گل‌ها، جوانه‌ها، دانه‌ها، برگ‌ها، پوست شاخه‌ها، گیاهان، چوب، میوه‌ها و ریشه‌ها)، از طریق تخمیر، استخراج یا تقطیر به دست می‌آیند.

اسانس‌ها از قسمت‌های مختلف گیاه مانند برگ‌های ریحان و گیاهان چای، حبه های سیر و پیاز، جوانه‌های میخک، دانه‌های جعفری و میوه‌ها، ریزوم‌ها و سایر قسمت‌های گیاهی به دست می‌آیند. این بخش های گیاهی غنی از محتوای اسانس، دارای فعالیت ضد میکروبی قوی تری هستند.

 

 

اسانس ها حاوی مخلوط پیچیده ای از ترکیبات مختلف از جمله ترپن ها، الکل ها، کتون ها، فنل ها، اسیدها، آلدئیدها و استرها هستند. اسانس ها ترکیبات GRAS (ایمن شناخته شده) هستند، که هم به عنوان مواد طعم دهنده و هم به عنوان موانع ضد میکروبی در برابر طیف وسیعی از میکروارگانیسم ها از جمله باکتری ها، مخمرها و کپک ها هستند.

برخی از اسانس های گیاهی اثر خود را به عنوان عوامل ضد قارچ در برابر طیف وسیعی از قارچ ها، به عنوان عوامل ضد آفلاتوکسیژن و آنتی اکسیدان ثابت کرده اند. روغن های برگ بو، دارچین، میخک و آویشن نیز در برابر میکروارگانیسم های پاتوژن غذایی از جمله Campylobacter jejuni، Salmonella enteritidis، E. coli، S. aureus و L. monocytogenes بسیار موثر هستند.

اسانس های گیاهی مانند زیره سبز، زیره سیاه و گشنیز دارای اثرات بازدارنده ای بر میکروارگانیسم هایی مانند آئروموناس هیدروفیلا، سودوموناس فلورسانس و استافیلوکوکوس اورئوس می باشند، مرزنجوش و ریحان دارای فعالیت بالایی بر علیه باسیلوس سرئوس، انتروباکتر آئروژنز، E.coli و سالمونلا می باشند و به نظر می رسد اسانس های بادرنجبویه و مریم گلی فعالیت کافی در برابر L. monocytogenes و S. aureus دارند.

همچنین گزارش هایی در مورد اثر ضد میکروبی اسانس زیره سبز در برابر تعدادی از میکروارگانیسم های بیماریزای غذایی وجود دارد.

اسانس‌های گیاهی عموماً نسبت به به باکتری‌های گرم مثبت بازدارنده‌تر از باکتری‌های گرم منفی هستند. با این حال، اسانس پونه کوهی، میخک، دارچین و سیترال در برابر هر دو گروه موثر هستند.

اسانس ریحان، رشد P. fluorescens و A. hydrophila را به تاخیر می اندازد. به طور مشابه، سالمونلا، B. cereus، E. coli، و E. aerogenes توسط اسانس مرزنجوش و ریحان مهار می شوند. اسانس نعناع (Mentha piperita) از رشد S. Enteritidis و L. monocytogenes در کشت های خالص جلوگیری می کند.

 

۲-حیوانات/میکروارگانیسم ها

از باکتریوسین ها می توان برای حفظ آبمیوه ها و بهبود وضعیت سلامتی استفاده کرد، زیرا باکتریوسین ها به طور متابولیکی توسط بدن انسان بدون هیچ گونه عوارض جانبی هضم و جذب می شوند.

جوشی و همکاران (۲۰۰۶) اثر نگهدارنده باکتریوسین تا حدی خالص شده از ایزوله CA44 را در برابر باکتری B. cereus در آب سیب آزمایش کردند. و مشاهده کردند که اثر نگهدارندگی با افزایش غلظت باکتریوسین افزایش می یابد.

گالوز و همکاران (۱۹۹۸) همچنین پتانسیل نگهدارندگی باکتریوسین تولید شده توسط Enterococcus faecalis A48-32 را در آب سیب تازه آزمایش کردند و گزارش دادند که غلظت ۳ میلی گرم در میلی لیتر انتروسین AS-48 برای غیرفعال کردن B. licheniformis LMG19409 در آب سیب تازه کافی است.

اثر باکتریوسین خالص شده لاکتوکوکوس لاکتیس AP2 به عنوان نگهدارنده بر روی آب پرتقال و آب میوه های مخلوط توسط پراتوش و همکاران ارزیابی شد. گزارش شده است که باکتریوسین نگهدارنده بهتری نسبت به بنزوات سدیم است.

ترکیب نایسین با اسانس Origanum vulgare اثر هم افزایی بر علیه L. monocytogenes ایجاد کرد، در حالی که ترکیب نایسین با اسانس Thymus vulgaris باعث ایجاد اثر هم افزایی در برابر S. Typhimurium شد.

اثر ترکیبی باکتریوسین (۵۰۰۰ AU/mL) و فشار هیدرواستاتیک بالا بر غیرفعال شدن ژن‌های استافیلوکوکوس اورئوس، L. monocyto، E. coli 0157:H7 و سالمونلا در آب پرتقال مورد مطالعه قرار گرفت و کاهش لگاریتمی بیش از ۸ ، برای همه گونه های باکتریایی مورد مطالعه گزارش شد.

کیتوزان یک پلیمر کربوهیدراتی اصلاح‌شده و طبیعی است که از دی استیله کردن کیتین (پلی β-(۱-۴)-N-استیل-D-گلوکزامین) بدست می‌آید که از غذاهای دریایی مختلف مانند خرچنگ، میگو و خارچنگ (crawfish) تولید می‌شود. کیتوزان به عنوان یک نگهدارنده بالقوه مواد غذایی با منشاء طبیعی توجه را به خود جلب کرده است.

فعالیت ضد میکروبی کیتوزان می تواند به دلیل برهمکنش مولکول های کیتوزان با بار مثبت با غشای سلولی میکروبی با بار منفی باشد که بر نفوذپذیری سلول تأثیر می گذارد و باعث نشت ترکیبات درون سلولی می شود. یا اثر متقابل با DNA میکروبی می تواند منجر به مهار سنتز mRNA و پروتئین شود.

کیتوزان به دلیل داشتن گروه آمینه با بار مثبت در C-2 که می تواند ساختارهای پلی کاتیونی ایجاد کند و با اجزای آنیونی مانند لیپوپلی ساکاریدها و پروتئین های سطح سلول تعامل داشته باشد، در مقابل میکروارگانیسم ها موثر است. این اتصال، یکپارچگی غشای خارجی را مختل می کند که منجر به نشت اجزای داخل سلولی می شود.

 

 

مترجم: مونا چیت ساز

جهت تهیه و مطالعه این مقاله به طور کامل و تهیه جدول کامل نگهدارنده های طبیعی آبمیوه ها، اینجا را کلیک کنید.

منبع: USE OF NATURAL PRESERVATIVES FOR SHELF LIFE EXTENSION OF FRUIT JUICES