حفظ الأغذية بالتبريد

التبريد هو خفض درجة حرارة المادة الغذائية إلى (0-10°C) وذلك لحفظها حفظا مؤقتا باستعمال أجهزة تبريد (ثلاجة) تقوم بتحويل سوائل التبريد من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية ويتطلب ذلك امتصاص حرارة المواد الغذائية.

وتختلف الدرجة المستعملة باختلاف المادة الغذائية المخزونة والمدة الزمنية اللازمة للحفظ. فمثلا تحفظ البطاطا في درجات حرارة تبلغ ما بين (3-5°C) لمدة 9-6 أشهر. في حين يخزن الجزر بعد إزالة الأوراق لمدة 4-5 أشهر تحت درجة (صفر-2) درجة سليزية. اما البيض فيمكن حفظه لمدة ستة أشهر تحت هذه الدرجة. وتتوقف مدة الحفظ في الثلاجات على نوع الغذاء ونسبة الرطوبة داخل الثلاجات ولابد من استعمال كميات مناسبة من الرطوبة تتناسب مع نوع المادة الغذائية المراد حفظها، وإن قلة الرطوبة في الثلاجات تؤدي إلى جفاف الغذاء الموجود، أما الرطوبة الزائدة فتسبب تجمع قطرات مائية فوق سطح المادة المخزونة مما يسهل نمو الاحياء المجهرية عليها وتلفها بسرعة ولذلك ينصح وضع الأغذية في أغلفة غير نفاذة للرطوبة. ويبين الجدول التالي درجات الحرارة المفضلة لحفظ بعض الخضروات والفواكه.

إن درجات الحرارة الواطئة في الثلاجات لا تقضي على الأحياء المجهرية الموجودة، وإنما تمنع نمو البعض منها وتبطأ نمو البعض الآخر. وهناك أنواع من الأحياء المجهرية تعيش ببطأ في الثلاجات وتسبب تلف المواد الغذائية المحفوظة، وتدعى هذه الأحياء المجهرية المحبة للبرودة Psychrophiles. أما الأنزيمات الموجودة طبيعيا في الأغذية الطرية فيستمر عملها في الثلاجات، ولكنها تصبح أبطأ عملا اذ تقل سرعة عملها بانخفاض درجة الحرارة المستعملة. ويفضل عدم حفظ بعض الفواكه مثل الموز في الثلاجات لأنه يسود ويتلف بسرعة في درجات الحرارة الواطئة.

إن حفظ بعض المواد الغذائية كالحليب والزبد في درجات حرارة منخفضة (10) درجة سليزية تحد من النشاط البكتيري والكائنات الحية الدقيقة الأخرى فتحفظ المواد الغذائية دون تلف لمدة أطول. فبواسطة التبريد يمكن خزن المواد الغذائية القابلة للتلف، وكذلك حفظها بعد الجني إلى حين إجراء عملية التصنيع.

جدول يمثل درجات الحرارة ونسب الرطوبة المفضلة لخزن اهم الخضروات والفواكه ولمدد زمنية متوقعة للخزن

كما يستعمل الخزن المبرد ايضا لتحسين صفات بعض المواد الغذائية كما هو الحال في خزن العرموط والخوخ والطماطة كما أن تبريد الموالح يقلل من التغيرات في الرائحة إثناء عملية استخلاص العصير وتبريد الحيوانات المذبوحة يحسن من قابلية تقطيع اللحوم وتحسين نوعية لحم الدواجن والأبقار والأغنام. كما يستعمل التبريد المفاجئ لبعض المواد الغذائية بعد المعاملة الحرارية كوسيلة للقضاء على بعض الكائنات الحية فتحفظ المواد القابلة للتلف كما هو الحال في تبريد الحليب بعد بسترته. فيستخدم التبريد في الحد من نشاط العوامل المختلفة التي تساعد على تلف المواد الغذائية المهمة ومن أهم هذه العوامل هي:

1- تأثيره على الكائنات الحية.

2- التغييرات الفسيولوجية.

3- تأثيره على الانزيمات.

أن التبريد الجيد لا يعني خلق مواد غذائية جيدة من مواد غذائية أولية رديئة وإنما يساعد على حفظ هذه المواد من التلف لمدة أطول.

ان نمو الكائنات الحية المسببة للتسمم الغذائي في درجات الحرارة الواطئة يكون بطيئا جدا ويتوقف في درجات حرارة (صفر سليزي) بينما تبدأ هذه الكائنات الحية بالموت في درجة أوطأ. ومن الملاحظ أيضا أن الكائنات الحية المحبة للبرودة تستمر في النمو حتى في الدرجات الواطئة ولكن سرعة هذا النمو تنخفض بخفض درجة الحرارة وبالتالي تلف الأغذية يكون محدود جدا.

التبريد الأولي Precooling

يقصد بذلك تبريد الخضروات والفواكه بعد قطفها مباشرة وقبل تسويقها أو إدخالها المخازن المبردة، وهي عملية هامة ولها فوائد كثيرة أهمها المحافظة على الجودة وعدم فسح المجال للتغيرات الحيوية في أن تؤثر على الصفات العامة بعد القطف، وللتبريد الأولي طرائق كثيرة أهمها:

أ- التغطيس في أحواض الماء البارد بعد القطف مباشرة كما هي الحالة في تبريد الكرز والعنجاص والعنب وقد يستعمل مع الماء بعض المطهرات للتخلص من الفطريات الموجودة على سطح الثمار.

ب- تعريض الحاصلات بعد جمعها إلى هواء بارد سبق وان تم تبريده بأجهزة ميكانيكية.

ج- تعريض الخضروات بعد القطف إلى ضغط منخفض ونتيجة لذلك يتبخر جزء من المحتوى الرطوبي مسببة خفض درجة الحرارة.

ومن العوامل التي يعتمد عليها في اختيار الطريقة المناسبة في التبريد المبدئي هي:

1- درجة حرارة المحصول وقت الحصاد.

2- فسلجة المحصول المراد تبريده.

3- طول فترة التخزين المرغوبة.

وإن سرعة تبريد محصول ما يتوقف بدرجة رئيسية على العوامل الأتية:

1- سرعة انتقال الحرارة من المحصول إلى وسط التبريد والتي بدورها تعتمد شكل وحجم المحصول.

2- الفرق في درجة الحرارة بين المحصول ووسط التبريد.

3- مدى تلامس وسط التبريد مع الثمار المراد تبريدها.

4- طبيعة وسط التبريد.

أنواع التبريد

1- التبريد الطبيعي

ويعتمد استعمال مواد اولية طبيعية درجة حرارتها منخفضة اصلا كتيار الماء الجاري والماء الطبيعي.

2- التبريد الصناعي.

ويعتمد استعمال وسيط لتبريد الوسط ويمكن استعمال الوسائل التالية للتبريد:

أ. الثلج العادي.

ب. المحاليل المبردة بالثلج.

3- التبريد الميكانيكي.

يعتمد هذا النوع من التبريد استخدام أجهزة التبريد الألية التي تعمل بنظام الضغط، اذ يترك سائل التبريد للتبخر في أنابيب او صفائح التبريد (Evaporator) فيمتص حرارة الوسط المحيط به وبذلك تنخفض درجة حرارة المواد الغذائية الموجودة في تلك الأجهزة ومن ثم تبريدها.

نظرية التبريد

تعتمد نظرية التبريد بصورة عامة إزالة مقدار من الحرارة من مكان محدود الحجم ومعزول عن المحيط الخارجي مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة المكان والمواد الموجودة فيه والمحافظة على هذه الدرجة المنخفضة بالعزل الممكن عن الجو الخارجي.

استخدام السوائل المبردة في التبريد وخواصها:

يعتمد استخدام السوائل المبردة سرعة تبخر سائل مبرد عند رفع الضغط عنه وتعرضه للهواء ضمن أنابيب دقيقة فيمتص جزءا من حرارة الهواء المحيط به ويبرد المكان ثم يعاد من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة عن طريق الضغط وذلك باستخدام محركات كهربائية ومنظمات خاصة. لذا يتوجب انخفاض درجة غليان الغازات المستعملة بالتبريد مما يسمح لها بالتبخر والتكاثف على درجات حرارة منخفضة وسهولة تحويلها إلى الحالة السائلة على درجة حرارة وضغط متوسطين وعدم تفاعلها مع المعادن وعدم سميتها حتى لا تحدث أضرار إذا تسربت.

حفظ الأغذية النباتية ( الخضروات والفاكهة ) بالتبريد:

يراعى تخزين الفاكهة والخضروات في أماكن ذات تهوية جيدة لأنها عبارة عن خلايا تتنفس فلا يجوز تخزينها في عبوات محكمة الغلق اذ ينتج عن عملية التنفس غاز ثاني اوكسيد الكربون CO₂ وطاقة حرارية نتيجة هدم السكريات، ويشترط لنجاح عملية حفظ الأغذية بالتبريد ان تكون سليمة غير مخدوشة أو مهشمة فضلا عن استعمال درجة حرارة تناسب طبيعة الغذاء ولا تسبب حدوث أي أضرار به وذات رطوبة نسبية ملائمة داخل غرف التبريد بما لا يشجع نمو الفطريات والخمائر عند ارتفاعها، ولا يسبب حدوث ذبول أو جفاف عند انخفاضها. ويجب العمل على منع تذبذب درجات الحرارة داخل غرف التبريد قدر الإمكان إذ أن ذلك يضر كثيرا بصفات الغذاء بسبب تشجيع الفعاليات الأنزيمية والمايكروبية ويساعد على تكثيف بخار الماء على سطح الأغذية النباتية المخزنة مما يجعلها عرضة للفساد السريع.

وتختلف درجات الحرارة التي تناسب تخزين الأغذية النباتية بالتبريد حسب طبيعتها فمثلا يمكن تخزين البصل عند درجة الصفر السليزي من 8-6 شهور، بينما نجد أن بعض حاصلات المناطق شبه الاستوائية مثل الموز والباذنجان يحدث لها اسوداد عند تخزينها على درجات حرارة أقل من 7.2 درجة سيلزي كما يحدث للمانجو لون داكن حول البذرة وبالأنسجة الداخلية إذا خزنت على درجات حرارة أقل من 10 درجة سيلزي.

وللبطاطس حساسية لدرجة الحرارة اثناء حفظها بالتبريد، فعند تعرضها لدرجة حرارة أقل من 4 درجة سليزية يتحول النشأ الموجود بالدرنات إلى سكريات ويعد هذا التحول غير مستحب إذ أنه يسرع من اسوداد البطاطس عند تقشيرها وإعدادها للتصنيع. ويمكن تجنب هذه العيوب بتخزين البطاطس عند درجات أعلى قليلا من 4 درجة سليزية حيث يحدث العكس ويتحول السكر الموجود إلى نشأ.

وعند تخزين الخيار في درجة حرارة أقل من 7.2 درجة سليزية يظهر على سطحه الخارجي بقع مائية على شكل بثرات والإصابة بما يسمى بالشيخوخة للأنسجة الداخلية.

وتعرف التغيرات غير المرغوبة والتي تحدث في بعض الأغذية النباتية عند تخزينها في درجات حرارة منخفضة عن الحد المناسب باسم أضرار التبريد cold injury وهذا الضرر يختلف في مظهره من محصول إلى آخر. ويلزم ضبط الرطوبة النسبية داخل غرف تبريد الخضر والفاكهة عند 95-85 %. كما يعدل جو غرف التبريد بإضافة نسبة من غاز ثاني اوكسيد الكاربون (%10- 3) حيث يؤدي ذلك إلى انخفاض سرعة تنفس المواد الغذائية وبالتالي بطء عملية الهدم في الأنسجة ويساعد ذلك الفواكه كالتفاح والكمثرى في المحافظة على صفاتها الجيدة طول مدة الحفظ.

حفظ الأغذية الحيوانية بالتبريد

أ- تبريد اللحوم: تبلغ درجة حرارة الذبيحة عقب ذبحها وإعدادها نحو 37.8 درجة سيلزي ولذا يجب العمل على تبريدها بأسرع ما يمكن وذلك لتقليل الفقد في الوزن نتيجة التبخر وكذلك الإبطاء نشاط الأنزيمات التي تعمل على تحلل بروتين العضلات فضلا عن إبطاء وتكاثر الكائنات الحية الدقيقة.

وبصفة عامة يفضل أن يتم التبريد خلال الاثني عشر ساعة التالية للذبح مباشرة بحيث تصل درجة الحرارة إلى أقل من 4 درجة سيلزي ويفضل الوصول بها إلى ° C0-1.5- وعند هذه الدرجة يمكن حفظ اللحم البقري لمدة 40-7 يوما ولحم الغنم من 12-6 يوما. وتفقد الذبيحة من (%2-0.5) من وزنها نتيجة التبخر. ولتقليل هذا الفقد يجب التحكم في الرطوبة النسبية في جو غرف التبريد بحيث لا تزيد عن %90 حتى لا تنمو عليها الفطريات، ويلجأ البعض إلى استعمال الأشعة فوق البنفسجية داخل الغرف مما يتيح الفرصة لزيادة الرطوبة عن 90% لمنع أو تقليل الفقد في الوزن.

ب- تخزين الاسماك بالتبريد:

يمكن تخزين الأسماك بالتبريد لمدة تصل إلى نحو عشرين يوما سواء في حجرات التبريد او مع الثلج المجروش، وذلك بأتباع الطريقة التقنية الصحيحة، وتتراوح درجات الحفظ بالتبريد بين صفر و7 درجة سليزية ويفضل أن تكون (2- c -3°) وهذه الطريقة تصلح عند الحفظ لعدة أيام، وعند الرغبة في إطالة الحفظ تتبع الوسائل الاضافية المسموح بها مثل المواد الحافظة الكيميائية والمضادات الحيوية والاشعاع.

حمولة التبريد Refrigeration Load

وتعرف حمولة التبريد بكمية الحرارة التي يجب التخلص منها في الثلاجات أو غرف التبريد الحفظ مادة معينة عند درجة حرارة مناسبة طوال فترة التخزين وتعتمد حمولة التبريد عدة عوامل أهمها ما يلي:

1- مدى كفاءة أجهزة وحدة التبريد.

2- حجم غرف التخزين.

3- نوع وصنف المحصول المراد تخزينه.

4- درجة حرارة الجو الخارجي المحيط بغرف التبريد وعدد المرات التي يفتح وقفل فيها أبواب الثلاجات.