أخباردواجنمقالات

الدكتور محمود عمار يكتب : الماء المعالج كهربيا ..تقنية المستقبل نحو منتجات داجنة صحية وامنة   

تعد لحوم الدواجن ثانى اهم مصادر اللحوم فى مصر و العالم حيث تسد منتجات الدواجن 36% من الاحتياج العالمى للحوم. كما تعد صناعىة لحوم الدواجن من الركائز الاقتصادية الهامة.حيث يوجد 15892 منشأة صغيرة لإنتاج اللحوم و4305 منشأة لذبح وتنظيف الدواجن فى مصر.

كما ان الطلب على منتجات الدجاج آخذ في الازدياد فإن السلامة الميكروبية للحوم الدجاج أثناء الحفظ والتسويق يتطلب استخدام القنيات الحديثة لضمان سلامة تلك المنتجات.  ان استحداث المطهرات الفعالة لمجابهة مسببات الأمراض في المنتجات الغذائية هي واحدة من اهم  الخطوات اللازمة لتطبيق نظام تحليل المخاطر ونقاط التحكم الحرجة (HACCP) في صناعة اللحم. وذلك لأن لحوم الدواجن قد تتعرض أثناء عمليات الذبح والتجزئة والتصنيع والتبريد  والتداول الحفظ  للتلوث من مصادر مختلفة.

بفضل الجهود البحثية فى العقود الأخيرة تم تطوير مجموعة متنوعة من تقنيات المعالجة أو بهدف تحسين السلامة الميكروبية وإطالة مدة الصلاحية للحوم الدجاج منها استخدم المطهرات الكيميائية ، مثل الأحماض العضوية ومركبات الكلور وهى يتم استخدامها على نطاق واسع في صناعات اللحوم الحمراء والدواجن بالاضافه الى الطرق الفيزيائية (الحرارة والإشعاع ، إلخ) ومع ذلك ، ينتج عن استخدام هذه الطرق العديد من العيوب ، مثل المتبقيات الكيميائية ، ارتفاع التكلفة ، محدودية نطاق الفعالية ، والتغيرات الكيميائية والفيزيائية فى المنتجات نتيجة معاملتها بهذة الطرق القليدية. لذلك هناك محاولات عديديه من العلماء و الباحثين فى مجال سلامة الاغذيه للوصول الى تقنيات حديثة تضمن سلامة هذة المنتجات وجودتها بتقنيات فعالة و متاحة اقتصاديا.

وحيث ان  سلامة الأغذية هى اهم  أولويات منتجى و مستهلكى الغذاء على حد سواء تم استحداث بعض البرامج الصحيه الخاصه بمجازر ومصانع لحوم الدجاج للتحكم فى الميكروبات الممرضة و ضمان سلامة تلك المنتجات حتى وصولها للمسيتهلك. تتمثل إحدى التقنيات الحديثة في استخدام الماء المنحل كهربائياً (Electrolyzed water :  EW) كعامل تطهير وتعقيم (ِDetergent and sanitizer) حيث ان الماء المعالج بالكهرباء يحقق اهتمامًا كبيرًا كمطهر جديد في صناعة منتجات الدواجن لتقليل أو القضاء على الملوثات الميكروبية على أسطح ذبائح الدواجن و منتجاتها و الأسطح الملامسة لها ؛ وعموما  يمثل EW بديلاً فعالا و اقتصاديا للطرق التقليدية مثل المعاملة بالكلور المطهرات الكيميائية الأخري، والتى تمثل بقايها فى المنتجات مخاطر على الصحة العامة.

يعتبر الماء المعالج كهربيا من مضادات الميكروبات الواعدة بشكل خاص في تصنيع لحوم الدواحن حيث أنه آمن وغير ضار للجلد وللأغشية المخاطية ويسهل التعامل معه حيث يمكن انتاجة داخل المنشأة و لا يحتاج الى وسائل نقل. كما يتم الحصول علية باستخدام تقنية صديقة للبيئة وبتكلفة اقتصادية ،بالاضافه الى سهولة اعادة التدوير (تحويلة الى الماء العادي مرة أخرى), مما يجعلة صديقا للبيئة مقارنة بالمطهرات التقليدية  .

طريقة انتاج الماء المعالج كهربيا:

يتم إنتاج الماء المعالج بالكهرباء عن طريق التحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم باستخدام اجهزة التحليل الكهربائي التي تحتوي على غشاء منفصل (الحاجز) بين القطبين الكهربائيين للأقطاب الأنود (الموجب)  والكاثود (السالب)  ، من خلال تطبيق تيار كهربيا (9-10 فولت / 8-10امبير) ، و تنتج محاليل مختلفة من الماء المعالج كهربيا عند القطب الموجب والقطب السالب.

انواع الماء المعالج كهربيا:

1- الماء القلوي المعالج ( AlEW:Alkaline Electrolyzed Water )

اثناء عملية التحليل الكهربى  تنتقل الأيونات الموجبة الشحنة (الهيدروجين والصوديوم) إلى القطب السالب (الكاثود) حيث تكتسب الكترونات فيتكون غاز الهيدروجين (H2) وهيدروكسيد الصوديوم (NaOH) ونتيجة للتفاعلات التى تحدث على القطب السالب ، ينتج الماء الكهربائي القلوي (AlEW) ورقمة الهيدروجينى  (10-13) وبنسبة إمكانية الحد من الأكسده (Oxidation reduction potential: ORP)  حوالى  (800  –  900 مللي فولت).

2- الماء الحمضي  المعالج (Acidic Electrolyzed Water: AcEW)

نتيجة للتفاعلات التى تحدث على القطب الموجب يتم انتاج الماء الحمضي المعالج كهربائياً برقم هيدروجينى (2-3) وإمكانية الحد من الأكسدة مرتفعةORP)  اكبر من 1000 مللي فولت) وتركيز الكلور المتاح  (Available chlorine concentration :ACC)  (10–90 جزء في المليون). حيث تنتقل الأيونات سالبة الشحنة (الكلوريد والهيدروكسيد) إلى القطب الموجب (الأنود) حيث تفقد الإلكترونات ثم تتحول الى غاز الأكسجين (O2) وغاز الكلور (Cl2) وأيون الهيبوكلوريت (OCl) وحمض الهيبوكلوريك (HOCl) وحمض الهيدروكلوريك (HCl).

3- الماء الكهربائي المتعادل  (Neutral electrolyzed water :NEW)

يتم انتاج الماء الكهربائي المتعادل باستخدام اجهزة التحليل الكهربائي بدون الحاجز بين القطبين و التى يطلق عليها الحجرة ذات الخلية الواحدة ، ويحدث التعادل عند أيونات الهيدروكسيد (OH) من التلامس مع البروتونات (+H) ,والماء الكهربائي المتعادل ذو رقم هيدروجيني( 7–8 ) و )ORP 750-900 مللي فولت).

4 – الماء الكهربائي قليل الحمضيه (Slightly acidic electrolyzed water :SAEW)

يتم انتاجه عن طريق التحليل الكهربائي لحمض الهيدروكلوريك أو بالاشتراك مع كلوريد الصوديوم  باستخدام غرفة التحليل الكهربائي بدون حاجز فاصل . من خواصة الرقم الهيدروجينى ( 5 – 6.5) و ORP ( 800-900 مللي فولت) .

التاثير المضاد للميكروبات :

في السنوات الأخيرة تم اعتبار الماء المعالج كهربيا ( (EW بمثابة مطهر جديد يحتوي على حمض الهيبوكلوريك (HOCl) ومنظف يحتوي على هيدروكسيد الصوديوم NaOH)). مما يميزة بفعاليتة القوية في القضاء على الجراثيم والكائنات الحية الدقيقة المختلفة الاخرى بما في ذلك البكتيريا والفطريات والفيروسات. لقد ثبت أن مركب الكلور هو أحد أهم العوامل المسؤولة عن فعالية EW حيث أظهرت النتائج أن ارتفاع ORP يؤدي الى تدفق الالكترونات داخل الخلايا مما يعطل عمل الانزيمات بداخلها ويؤدي الى اكسية مركب السلفهيدريل على أسطح تلك الخلايا مسبباً ارباك التمثيل الغذائي داخل الخلية ، مما يؤدي إلى موت الخلايا الميكروبية. كما تم اعتمادة كمهر للتطبيق فى صناعة الاغذية فى كل من الولايات المتحدة و اليابان.

العوامل المؤثرة فى فاعلية الماء المعالج كهربيا ضد الميكروبات:

أن العوامل الإلكتروليتية المختلفة مثل التيار ، معدل التدفق للماء ، تركيز الملح ، الإلكتروليت ، مواد الإلكترود تؤثر بشكل مباشر على خصائص الماء الكهربى ( ( EW الذى يتم انتاجة. كما تؤثر الخصائص الأساسية لـ EW بشكل مباشر على فعالية التعقيم والتطهير بما في ذلك: تركيز الكلور المتاحACC ,غاز الكلور (Cl2) وأيون الهيبوكلوريت (OCl) وحمض الهيبوكلوريك (HOCl) ، الرقم الهيدروجيني(+H)  و .ORP  بالاضافه الى  درجة حرارة الماء عند الطبيق وطريقة التخزين للماء المعالج كهربيا.

و قد لوحظ أن الزيادة في معدل تدفق المياه ،و شدة التيار(1.15-1.45 أمبير) تزيد كل من الرقم الهيدروجيني ، و ACC ، و ORP ، مما يزيد من قدرة EW كمضاد للميكروبات. كما ثبت وجود علاقة طرديه بين ACC وتركيزالإلكتروليت حيث ان تركيز الإلكتروليت العالي يزيد من التوصيل ، مما قد يزيد من كفاءة الكلور ويحسن من قدرته في القضاء على الميكروبات. كما ان  زياده تركيز الإلكتروليت تؤدى الى زيادة في درجة حموضة EW.

كما وجد ان تسخين الـ EW الى (40 درجة مئوية) بعد انتاجه يقلل من كفاءته كمضاد للميكروبات و يرجع ذلك الى الفقد الجزئي للكلور الحر خلال فترة التسخين. فى حين تسخين الماء قبل انتاج الماء المعالج (( EW ينتج تركيزأعلى من ACC وفعالية اعلى كمضاد للميكروبات.

كما ان طريقة تخزين الـ  EW تؤثر بشكل غير مباشر على فعاليتة حيث ان ظروف التخزين قد تؤدى الى تدهور المكونات الرئيسية لمضادات الميكروبات مثل (HOCl) بالإضافة الى تبخر الكلور لذا الاوعية والحاويات المظلمة المحكمة الغلق أكثر ملاءمة لتخزين EW وللمحافظة على فاعليتة يجب تخزينة عند درجة الحرارة 4 درجات مئوية حيث يكون أكثر استقرارا من 25 درجة مئوية.

التطبيقات الحقلية للماء المعالج كهربيا فى انتاج و صناعة اللحوم:

اثبتت التجارب الحقلية فاعلية الماء المعالج كهربيا ضد الميكروبات الممرضة مثل السالمونيلا,الليستريا و الإشيرشيا كولاى بإختزال فى اعداد الميكروبات التى تم حقنها على اسحطح اللحوم الحمراء والدواجن والاسماك والبيض بنسب تراوحت بين 1.5 – 6 لوغارتم وحدة مستعمرة بكتيرية لكل سم مربع (CFU/cm2  log10).

وفى الخاتمة يمكن اقول بأن تقنية الماء المعالج كهربيا تعد واعدة لانتاج منتجات لحوم امنة وذات فترات صلاحية افضل , الامر الذى يتطلب تضافر جهود الباحثين ومنتجى اللحوم لادراج هذة القتنية حيز التطبيق .


د | محمود عمار محمد عمار

 باحث اول – صحة اغذية – مركز البحوث الزراعية  –  معهد بحوث صحة الحيوان – معمل اسيوط – مصر

البريد الاكترونى :mahmoud2014eg@yahoo.com



زر الذهاب إلى الأعلى