تلف المواد الغذائية food spoilage

تعد جميع المواد الغذائية بحالتها الخام قابلة للتلف والفساد ابتداء من وقت الحصاد للنبات والذبح للحيوان اذ تتعرض أنسجتها لفساد تدريجي قد يكون سريعة او بطيء نسبيا. وان أحد أسباب فساد الأغذية غير المصنعة هو مقدار ما تحتويها أنسجتها من الماء الفعال حيويا أو النشاط المائي (Water activity) كما في الفواكه والخضروات واللحوم التي تفسد في أيام قليلة فضلا عن وجود المواد الغذائية الضرورية لنمو وتكاثر الأحياء المجهرية ونشاطها في حين نجد أن البذور الجافة ذات محتوى مائي حر منخفض وبالإمكان خزنها لسنوات.

أن الأهمية الأساسية لتصنيع الأغذية تكمن في حفظ الغذاء ومنع تلفه وفساده لان الأغذية الفاسدة أو التالفة قد تكون سبب للموت أو المرض. ويقصد بالتلف التغير في المظهر والخصائص الفيزياوية او الكيميائية للمادة الغذائية من دون أن يؤدي ذلك إلى ضرر صحي يذكر في حين نجد ان الفساد الذي قد يكون مايكروبيا او كيميائيا يحدث تغيرا في الغذاء يجعله مضرة بالصحة ويصبح غير قابل للاستهلاك البشري كما في حالة تحلل الأغذية بفعل الأحياء المجهرية الدقيقة او قد تصبح سامة بسبب تلوثها ببعض المواد الكيميائية.

وتتعرض المواد الغذائية بصورة عامة للتلف والفساد بوساطة الأحياء المجهرية والأنزيمات والطفيليات والحشرات وما يماثلها من العوامل. وكذلك تؤدي الحرارة والرطوبة المرتفعة او المنخفضة والأوكسجين والضوء والتلوث بالمعادن إلى تلف الغذاء.

ومهما كان سبب التلف أو الفساد فأنه يؤدي إلى تغير في لون المادة الغذائية وقوامها ولزوجتها وتركيبها إلى جانب التغير الحاصل في القيمة الغذائية، وقد يؤدي ذلك إلى تكون مواد ضارة بصحة الإنسان أي يصبح الغذاء غير صالح للاستهلاك البشري واستنادا إلى نوع المسبب للتلف فإنه يمكن تقسيم أنواع التلف إلى:

1. التلف المايكروبي للمواد الغذائية

بصوره عامه يحصل تلف الأغذية او فسادها عن طريق الأحياء المجهرية الدقيقة وهي (البكتيريا والخمائر والاعفان) حيث تكون موجودة في كل مكان في التربة وعلى الغذاء وفي الهواء وعلى جلود الماشية، لذلك فإن بقاء هذه العوامل الاحيائية نشطة يؤدي إلى تلف الغذاء عند توفر الحد الأدنى من الرطوبة اللازمة لنموها ويبين الجدول التالي الحد الأدنى لفعالية الماء اللازمة لنموها.

جدول يبين الحد الأدنى للماء الفعال حيويا أو النشاط المائي (Water activity) اللازم لنمو الأحياء المجهرية الدقيقة

وتكون المحاصيل الزراعية قبل جنيها عادة مقاومة طبيعيا للأحياء المجهرية وتقل هذه المقاومة بعد الجني وخصوصا عند تعرضها للخدش او التمزق إثناء النقل وظروف الخزن غير الجيدة وبذلك تكون عرضة للأحياء المجهرية المسببة لفسادها أو تلفها كما تتعرض هذه المحاصيل إثناء مراحل تصنيعها مثل التقشير والتقطيع او الهرس للأحياء المجهرية مما يؤدي إلى فسادها وبصورة خاصة حيث تكون فترات التصنيع المختلفة طويلة، أما بالنسبة للحوم فإنها تتعرض للتلوث إثناء الذبح والتنظيف والتداول بطرائق عديدة وكذلك الأسماك والتي تكون عرضة للتلوث بالأحياء المجهرية. ويمكن تقسيم الأحياء المجهرية المسببة لتلف الأغذية إلى:

أ- الأعفان: Molds

تنتشر الأعفان انتشارا واسعا في الطبيعة فهي توجد في التربة الرطبة والجافة وفي المياه العذبة والمالحة. تسبب الأعفان أمراضا للنباتات، كما أنها المسئولة عن بعض الأمراض المعدية للحيوان، وتسبب فساد الأغذية ولكنها في الوقت نفسه مفيدة في إنضاج بعض أنواع الجبن كما في جبن الروكفورت والكاممبرت.

تتميز الأعفان بأنها أقل احتياجا للماء من الخمائر والبكتريا، وهي هوائية إجبارية، وتنمو جيدا في الأوساط الحامضية التي يتراوح الـ pH لها بين 3.5 - 4.5 كما أنها بطيئة النمو وقد لا تنمو عندما تكون الظروف البيئية المحيطة ملائمة لنمو الخمائر والبكتريا، لكنها تتمكن من مقاومة الضغوط الأسموزية المرتفعة وتعيش في أوساط غذائية ذات تركيز عال من السكر يتراوح ما بين 50 - 60 %.

ب- الخمائر: Yeasts

تنتشر الخمائر في أماكن مختلفة من الطبيعة، لكنها أقل انتشارا من البكتريا، تحتاج الخمائر إلى كميات من الماء، أكثر مما تحتاجه الأعفان وأقل من البكتريا. تنمو جيدا في الأوساط الحامضية التي يتراوح فيها الـ pH ما بين 4-4.5 وتقسم حسب احتياجها للأوكسجين بين خمائر سطحية أو غشائية تنمو على سطح المادة الغذائية معطية غاز الفحم (CO₂) وخمائر أخرى تنمو وتتكاثر بغياب الأوكسجين ويطلق عليها خمائر لا هوائية وتسمى بالخمائر التخمرية.

ج- البكتيريا: Bacteria

تعد البكتريا أكثر الأحياء المجهرية أهمية اذ إنها تتكاثر بسرعة كبيرة جدا وتؤدي إلى تغير طعم ومظهر المواد الغذائية وظهور الروائح الكريهة بسبب تحللها لمكونات الغذاء من کربوهیدرات وبروتينات ودهون وبالتالي يفقد الغذاء صلاحيته للأكل، وتكون لقسم من البكتريا القابلية على إفراز سموم مضرة بصحة الإنسان.

فضلا عن أن النمو البكتيري يجعل مظهر سطح المادة لزجا كما في شرائح اللحم والجبن وغالبا ما تشكل البكتريا غشاء ميكروبيا يغطي سطح السوائل كما في المخللات، كما أن نمو البكتريا في السوائل الغذائية يجعل مظهرها عكرا وغير مقبول، أو قد يسبب تشكل ترسبات في قعر الإناء وتقسم البكتريا حسب الدرجة المثالية لنموها بين:

1. البكتيريا المحبة للبرودة Psycrophile

2. البكتيريا المحبة للحرارة المعتدلة Mesophiles

3. البكتريا المحبة للحرارة العالية Thermophiles

وتقسم البكتريا على أساس احتياجها للأوكسجين بين:

1. البكتيريا الهوائية Aerobic Bacteria حيث تحتاج للأوكسجين بصورة مطلقة لنموها وتكاثرها.

2. البكتيريا اللاهوائية Anaerobic Bacteria حيث لا تحتاج إلى الأوكسجين لنموها وتكاثرها، بل يعتبر وجود الأوكسجين ساما لها ويحول دون نموها.

3. البكتيريا اللاهوائية اختيارا Faculatative anaerobic Bacteria وهذه تمثل مجموعة البكتريا التي تستطيع النمو بوجود الأوكسجين أو بغيابه ولكنها تنمو بشكل أفضل عند وجود الأوكسجين.

2. التلف غير المايكروبي للمواد الغذائية

أ- التلف الأنزيمي:

تحتوي جميع المواد الغذائية سواء كانت حيوانية او نباتية على عدد هائل من الأنزيمات والتي هي عبارة عن مواد بروتينية تساعد على إنجاز التفاعلات الأنزيمية مما يعني إتمام العديد من التفاعلات داخل الغذاء والتي تكون نتائجها في أغلب الأحيان غير مرغوبة بحيث تؤدي إلى تغير شكل وطعم ورائحة الغذاء.

ومن هذه الأنزيمات تلك المحللة للبيكتين (البكتينيز) والتي تقوم بتحطيم المواد البكتينية الموجودة في الفواكه والخضروات مما يؤدي إلى التأثير على قوام هذه المحاصيل وانفصال اللب عن المصل في العصائر اللبية وعصير الحمضيات والطماطة وتعمل على خفض لزوجة معجون الطماطة إذا لم يتم تثبيطها مسبقا (بالحرارة).

ومن التغيرات الأخرى الهامة التي تحدثها الإنزيمات تحلل الدهون بواسطة أنزيم اللايبيز الذي يؤدي إلى زيادة نسبة الأحماض الدهنية الحرة وظهور الطعم المتزنخ في الغذاء.

ب- التلف بالحرارة العالية:

بالرغم من أن المعاملات الحرارية لها تأثيرا فعالا على الأحياء الدقيقة إلا أنها تسبب تلف الغذاء إذا لم يتم السيطرة عليها، فالحرارة المرتفعة تسبب تغيرا في طبيعة البروتينات من خلال عملية تعرف (الدنترة)، كما تؤدي إلى إتلاف الفيتامينات وتغير لون الغذاء بالتفاعلات البنية غير الأنزيمية المعروفة باسم (تفاعل ميلارد).

ج- التلف بدرجات الحرارة المنخفضة:

درجات الحرارة المنخفضة غير المسيطر عليها تتلف الفاكهة والخضروات سواء أكان ذلك بسبب الظروف الجوية (الانجماد) أو في إثناء خزنها حيث يؤدي إلى تشقق وتمزق أنسجتها وبهذا تصبح عرضة للأحياء الدقيقة ويؤثر التجميد على الحليب فيؤدي إلى تكسر المستحلب وانفصال الدهن وتسبب هذه العملية في دنترة بروتينات الحليب وتخثره أما درجات الحرارة على 4 درجة سليزية أي في الثلاجات فتأثيرها يختلف بحسب نوع الفاكهة والخضر.

د- التلف بأيونات المعادن:

يسبب تسرب أيونات المعادن إلى الأغذية من خلال الماء أو العلب المعدنية والأجهزة والمعدات إلى حدوث تغيرات في لون الغذاء. فالحديد مثلا يتحد مع المواد التانينية مكونا مركب تانينات الحديد ذات اللون الأسمر الغامق وكذلك تفاعل الحديد مع الكلوروفيل تكون مواد غامقة اللون.

هـ- التلف بالأوكسجين:

للأوكسجين دور كبير في أكسدة فيتامين A و C والدهون ومركبات النكهة والقيمة الغذائية كما انه هام لنمو الأعفان على المواد الغذائية وكذلك اسوداد معجون الطماطة ويمكن التخلص منه باستخدام التفريغ أو استبدال هواء العبوات بالغازات الخاملة كالنايتروجين.

و- التلف بالرطوبة والجفاف:

تعد الرطوبة المفرطة أو المنخفضة من عوامل التلف الهامة فمثلا زيادة الرطوبة في المخازن تؤدي إلى تشجيع نمو الأحياء الدقيقة المضرة وخصوصا الأعفان. بينما يؤدي انخفاض الرطوبة إلى ذبول وانكماش المواد الغذائية، كما تؤدي تجمع الرطوبة داخل الأغذية المعلبة إلى تقليل تركيزها واحتمال نمو الخمائر.

ز- التلف نتيجة للتعرض للضوء:

يساعد الضوء في بدء تفاعلات التأكسدية من خلال توفير الطاقة لهذه التفاعلات كما في أكسدة الدهون ومواد النكهة كما قد يؤدي إلى إتلاف بعض الفيتامينات منها فيتامين A، B،C ويتعرض الحليب إلى تغيرات في النكهة عند تعرضه إلى الضوء نتيجة لأكسدة الدهون وإحداث تغيرات في البروتين.

ح- التلف الناتج عن الحشرات والطفيليات والقوارض:

تسبب الحشرات والطفيليات والقوارض أضرار عديدة للأغذية المختلفة كالحبوب والفاكهة والخضر اذ ان نسبة التلف قد تصل إلى 50% في بعض الدول ويكون التلف عن طريق ما تستهلكه هذه الحشرات فضلا عن ما يتركه وجودها حيث أن الغذاء المتضرر يكون أكثر عرضة للإصابة بالأحياء المجهرية وما تتركه هذه الحشرات من روائح غير مرغوبة.

كما إن إصابة المواد الغذائية بالطفيليات تجعلها غير صالحة للاستهلاك البشري اما القوارض فان أضرارها تتعدى استهلاك الغذاء إلى تلوثه بفضلاتها وبرازها الذي يحتوي على العديد من الأحياء المجهرية المرضية وتكون مصدرا خطرا على صحة الإنسان واصابته بأمراض خطيرة كالتيفوئيد والطاعون.