الدكتور محمود عمار يكتب : تطبيقات تقنية الأغشية الصالحة للأكل في حفظ الأغذية
الأغشية الصالحة للأكل طبقة رقيقة (سمكها أقل من 0.3 مم) من البوليمرات الصالحة للأكل ذات الوظائف البيولوجية والكيميائية, يتم تشكيلها لحفظ المنتجات الغذائية ويمكن استهلاكها كجزء من المنتج .
تعتبر المصادر النباتية والحيوانية هي خزانات هذه البوليمرات الحيوية مثل الراتنجات ، أولورينس ، اللثة ،الدهون ، والسكريات ، والبروتينات ، والراتنجية الأخرى و التى يتم استخراجها وتنقيتها بطرق المعالجة المناسبة والتقنيات الحديثة من مصادرها الخام .تصنف البوليمرات الحيوية المكونة للأغشية بشكل عام وفقًا لنوع المادة المكونة للفيلم والتي تشكل مركبات لمصفوفات متماسكة ومستمرة .
تهدف تطبيقات الأفلام والطلاءات الصالحة للأكل فى الأغذية إلى التغلب على العديد من العقبات التي ينطوي عليها تسويق الأغذية. حيث يمكن لهذة الأغشية القيام بالعديد من الوظائف فى المنتج مثل تأخير فقد ( الرطوبة ، والغاز ، وهجرة المواد المذابة )، وتحسين السلامة الهيكلية ، والإحتفاظ بمركبات النكهة المتطايرة ، ونقل المواد المضافة إلى الأغذية. وبالإضافة إلى ذلك فاءنها تحسن المظهر الجمالي عن طريق تقليل تطور فقد الطازجية، ، وتحسين تألق سطح الغذاء .
فى الأونة الأخيرة , جذبت الأفلام و الاغشية الغذائية القائمة على الألجينات اهتماما واسع النطاق فى التطبيقات الغذائية, و الألجينات هو عديد السكاريد المشتق أساسا من بعض أنواع الطحالب البنية بشكل طبيعي .تم ادخال الألجينات في العديد من الصناعات الحيوية.. التى من اهمها تحضيرالأفلام الصالحة للأكل لتحسين / الحفاظ على الجودة وإطالة العمر الافتراضي للفواكه والخضروات واللحوم والدواجن والمأكولات البحرية والجبن من خلال الحد من الجفاف ( حيث يعمل الفيلم الرقيق كعامل ترطيب مضحي) ، تحسين مظهر المنتج و تحسين الخواص الميكانيكية .
ومما يجدر الاشارة إلية هنا ان فيلم او غشاء السكاريد المستمر عندما يقوم بوظيفتة كعامل مضحى لحفظ الرطوبة داخل المنتج, فإن الرطوبة تتبخر من الفيلم بدلاً من سطح المنتج ثم بعد جفاف طبقة الغشاء ، يفقد المنتج الغذائي رطوبته بالتدريج . وبشكل عام فإن الوظيفة الأساسية للأغشية عديدة السكريد هى إستخدامها كحواجز الغاز(منع تاثر المنتج بالهواء).
يمكن تعديل الخصائص الميكانيكية والوظيفية والحسية والغذائية للأغشية الصالحة للأكل من خلال دمج مختلف المواد المضافة الطبيعية أو الكيميائية . على سبيل المثال إضافة عوامل مضادة للميكروبات أومضادات الأكسدة إلى الاغشية والأفلام الصالحة للأكل فى منتجات الغذاء أدى إلى وظائف أكثر فائدة مقارنة بتطبيقها المباشر على المنتجات الغذائية بسبب إتاحة الفرصة للإنسحاب التدريجي لتلك المواد والحفاظ على تركيز مؤثر لها لفترة طويلة فى المنتج . وعندما تم دمج مجموعة كبيرة ومتنوعة من العوامل المضادة للميكروبات في أغشية صالحة للأكل قائمة على الألجينات اظهرت نتائجها أن الألجينات تشكل قاعدة فعالة لمضادات الميكروبات لتقليل الحمل الميكروبي للمنتجات الغذائية المغلفة بها .
تم تصنيف ألجينات الصوديوم بواسطة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) على أنها مادة GRAS (تُعتبر عمومًا آمنة) في المادة 21 من قانون اللوائح الفيدرالية (CFR) وصرحت باستخدامها كعامل مستحلب ,مثبت ,مثخن وتثبيط (U.S. Food and Drug Administration ,2018) . كما أدرجت المفوضية الأوروبية (EC) حمض الألجنيك وأملاحه (E400 – E404) كمضاف غذائي معتمد .
تعد مضادات الأكسدة من المواد الضرورية للحفاظ على الغذاء عن طريق تأخير التدهو أو التلون بسبب الأكسدة,و هنا يمكن أن تكون الافلام والاغشية أيضًا بمثابة ناقلات للمواد المضادة للأكسدة للحماية من تلونها وتدهورها. حيث يهدف تطبيق الغشاء الصالح للأكل المدمج مع مضادات الأكسدة إلى التقليل من الأكسدة بنجاح بسبب تأثير التآزر بين عاملين (خصائص حاجز الغاز لغشاء الألجينات ومضاد الأكسدة المدمج) . عادة ما يتم تطبيق مثل هذة الأغشية فى المنتجات الغذائية بطريقة الغمس أو الرش ، والتي ينتج عنها تشكيل طبقة رقيقة على سطح الغذاء والتي تعمل كغشاء نصف نافذ للتحكم في فقد الرطوبة ونقل الغاز مع إعطاء الوظيفة الخاصة بالمادة المدمجة .
تتضمن هذه الطريقة عدة خطوات:
1 – غمر العينة في مشتتات الألجينات
2- سحب العينة واستنزاف محلول تشكيل الفيلم الذي يغطي المنتج
3 – الإنغماس الثاني للعينة المغلفة بالألجينات في حمام متشابك لتحقيق تشكيل الهلام واستنزاف المحلول. يجب ان تكون عملية الغمس قصيرة للغاية ، وبالتالي يتم التغلب على التبخر من المذيبات في المحاليل والربط المتشابك .
يمكن إستخدام ألجينات الصوديوم في تركيبة مع معظم غرويات الطعام الطبيعية والصناعية بالإضافة إلى إستخدامها وحدها ,حيث تستخدم كمحسن قوام فى المربات ,الأيس كريم ,الزبادى, الجبن وبعض الصناعات الغذائية الاخرى.
و لأجينات الصوديوم فى تكنولوجيا منتجات اللحوم ، وظائف أساسية تتلخص فى تحسين خصائصها الفيزيائية ، زيادة لزوجتها ، إثراء مذاقها, زيادة الإلتصاق ، الإحتفاظ بالماء، الحد من فقدان العناصر الغذائية ، وتحسين جودة المنتج .حيث تعتبر القدرة على الاحتفاظ بالماء فى اللحوم من المؤشرات الهامة لقياس جودتها، والتي لا تؤثر فقط فى اللون والرائحة والطعم ، ولكنها تؤثر أيضًا على القيمة الإقتصادية للمنتجات حيث يصل معدل فقدان الماء العضلي إلى 3٪ ~ 6٪ بسبب المعالجات المختلفة فى مراحل الإنتادج.
وعند إستخدام غشاء صالح للأكل (ألجينات الكالسيوم) فى اللحوم المجمدة أدى إلى المحافظة على قابلية الذوبان للبروتين الكلي , اطالة صلاحيتها و تحسين جودتها. كما أمكن دراسة خصائص لفائف لحم البقر المعاد تكوينها مع الغرويات الإضافية المقترنة مع ألجينات ووجد أنها أدت إلى تحسن بشكل كبير فى إنتاجية الطهي.
مما سبق يمكن القول بأن تقنية حفظ الأغذية باستخدام الأفلام و الأغشية الصالحة للأكل تمثل تقنية واعدة لصناعة الأغذية تتطلب العمل البحثى الدؤب لتوفير الغذاء الجيد تغذويا و المأمون صحيا .
المراجع:
Appendini, P. and Hotchkiss J.H. (2002): Review of antimicrobial food packaging. Innov. Food Sci. Emerg. Technol. 3: 113–126.
Lin, D. and Zhao, Y. (2007): Innovations in the development and application of edible coatings for fresh and minimally processed fruits and vegetables. Compr. Rev. Food Sci. Food Saf. 6: 60–75.
Ncama, K.; Magwaza, L.; Mditshwa, A. and Zeray Tesfay, S. (2018) :Plant-based edible coatings for managing postharvest quality of fresh horticultural produce: A review. Food Packag. Shelf Life, 16: 157–167.
Pavlath, A.E. and Orts, W.(2009): Edible films and coatings: Why, what, and how? In Edible Films and Coatings for Food Applications; Huber, K.C., Embuscado, M.E., Eds.; Springer New York: New York, NY, USA, pp. 1–23.
Shit, S.C. and Shah, P. (2014) :Edible Polymers: Challenges and Opportunities. J. Polym. 2014, 2014, 1–13.
U.S. Food & Drug Administration (2018): Code of Federal Regulations Title21Part170,FoodAdditives.Available,online:https://www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfCFR/CFRSearch.cfm?fr=170.3&SearchTerm=170%2E3 .
West, R.; Lazarus, C.; Oblinger, J. and Palmer, A. (2018): In Alginate CoatingsforCarcasses.Available,online:http://agris.fao.org/agrissearch/search.do?recordID=US201303047669
Younes, M.; Aggett, P.; Aguilar, F.; Crebelli, R.; Filipiˇc, M.; Jose Frutos, M.; Galtier, P.; Gott, D.; Gundert-Remy, U.and Georg Kuhnle, G.; (2017): Re-evaluation of alginic acid and its sodium, potassium, ammonium and calcium salts (e 400–e 404) as food additives. EFSA J. 2017, 15, 5049.
د | محمود عمار محمد عمار- باحث اول –مركز البحوث الزراعية- معهد بحوث الصحة الحيوانية بأسيوط
