حفظ الأغذية بـ التعليب Canning

هو حفظ المواد الغذائية في اواني محكمة القفل (أي لا ينفذ منها أو اليها الهواء) وذلك بوساطة التعقيم بالحرارة المرتفعة الكافية لقتل الأحياء الدقيقة الملوثة لها وإيقاف عمل الانزيمات، وتشمل هذه الصناعة في الوقت الحاضر الحفظ في علب الصفيح او الأواني الزجاجية ذات الأغطية المحكمة. ويختلف التعقيم بمعناه العلمي عن التعقيم الصناعي المقصود به هنا في الحفظ في الأوعية المحكمة القفل.

يقال إن عرب الشام هم أول من استعمل طريقة حفظ الأغذية في أوان مغلقة وانتقلت هذه التقانة إلى الغرب على يد الايطالي سبلانزاني في عام 1675 م، الذي اكتشف إمكانية حفظ الأغذية من الفساد في حال تسخينها وتعبئتها ساخنة في أوان محكمة الإغلاق وتبريدها فورا. وفي نهاية القرن الثامن عشر منح نابليون بونابرت جائزة مالية لمن يتوصل إلى طريقة لحفظ الأغذية، وتوصل الفرنسي نيقولا أبرت في عام 1809 إلى طريقة لحفظ الأغذية في أوان زجاجية محكمة الإغلاق مستعملا سدادات فلينية مطلية بطلاء شمعي خاص، ثم تسخينها في حمام مائي بدرجة الغليان.

مرت صناعة التعليب بمراحل تطور يمكن تلخيصها على النحو التالي

1- من عام 1851-1900، استعمل التبريد المفاجئ بعد المعاملة الحرارية لزيادة كفاءة عملية التعقيم بقتل الأحياء الدقيقة المقاومة للحرارة.

2- من عام 1901-1950 م، وهي مرحلة شهدت تطورا سريعا في صناعة التعليب، فاستعملت علبة الصفيح الصحية، واستخدم القفل المزدوج. أما أبرز ما وضح في هذه المرحلة فهو السيطرة على بكتريا Clostridium botulinum وقتلها في المعلبات وكشف العلاقة بين الأس الهيدروجيني ال (pH) والأغذية وتصنيف الأغذية المعلبة بموجبها إلى أغذية حامضية وأغذية منخفضة الحموضة، وحدد لكل من الصنفين طرائق تعقيم خاصة.

3- بعد عام 1950 م اتصفت هذه المرحلة بتطوير تقانات كل نوع من انواع التعقيم وطرائقه، إضافة إلى تطوير أواني التعبئة. وفي سبعينات القرن العشرين استعملت الأكياس المرنة القابلة للتعقيم لتعليب الأغذية المنخفضة الحموضة، وهي أكياس مصنوعة من مادة لدنة بلاستيكية على طبقات بينها طبقة رقيقة من الألمنيوم وتقفل بالحرارة وقد استعملها رواد الفضاء. ويضاف إلى ذلك استعمال الأطباق القابلة للتعقيم.

خطوات حفظ الأغذية بالتعليب

تشمل تقانة حفظ الأغذية بالتعليب مجموعة خطوات متلاحقة لوقف نشاط عوامل فساد الأغذية وهي كما يلي:

1- استقبال المواد الخام: في هذه المرحلة يتم التحقق من مطابقة المواد الخام الأولية الواردة للمواصفات المطلوبة، من حيث درجة النضج والجودة والسلامة ومتطلبات التصنيع.

2- فصل الجزء الصالح: يتم ذلك فور وصول الخامات الزراعية، فيفرز التالف منها وتقشر وتخلص من البقايا وتحفظ.

3- تجرى عملية الفرز وذلك لاستبعاد التالف والمهشم منها وغير تام التلوين، وغير مكتمل النضج المناسب، والغرض من عملية الفرز استبعاد العيوب التي تؤثر على صفات الجودة في العصير النهائي. ويجرى الفرز بأن تمر الخامات أمام العمال كما في الشكل (1) على سير متحرك بحيث تكون الخامات في طبقة واحدة وتتقلب على جوانبها المختلفة أثناء مرورها أمام القائم بالفرز، ولا يكتفي أن تمر أمام شخص واحد بل أمام أكثر من شخص لتلافي العيوب التي تكون قد أفلتت من فرز أول مرة.

شكل (1) عملية فرز وعزل الثمار التالفة

4- النقع والغسيل كما في الشكل (2): يغسل الجزء الصالح للأكل مباشرة بالماء النظيف الحاوي على الكلور لخفض ما يمكن أن يحويه من جراثيم، مما يخفف من عبء عملية التعقيم. وتفيد عملية النقع والغسيل في التخفيف من آثار المبيدات المتبقية أيضا.

5- التقشير والتجزئة Peeling and Subdivision

كثير من الخضر والفاكهة يلزم تقشيرها قبل تعليبها، مثل الخضروات الجذرية والتفاح. ويجري التقشير يدويا أو بالاحتكاك بسطح خشن مثل الكربورندام او بالمحاليل القلوية الساخنة أو بالبخار تحت ضغط مرتفع أو بالسكاكين الميكانيكية وتقطع الخضروات إلى مكعبات أو شرائح طويلة أو عرضية أو حلقات.

شكل (2) عملية غسل الثمار بواسطة رشاشات الماء

6-السلق الخفيف Blanching: تتم عملية سلق الخضروات والفواكه بواسطة الماء المغلي أو البخار في جهاز السلق البخاري الـ Blancher شكل (3).

شكل (3) جهاز سلق الفواكه والخضروات

يؤدي سلق الخضار والثمار بالماء او البخار لعدة دقائق بدرجة حرارة لا تقل عن 80 درجة سيلزية الى تثبيط الانزيمات وخاصة المؤكسدة منها. وتعد عملية السلق عملية غسيل نهائية لأنها تساعد على:

أ- جرف المزيد من الاحياء الدقيقة وقتل قسم منها وخاصة تلك التي تتحل الحرارة المتوسطة.

ب- تؤدي عملية السلق الى التخلص من الهواء في حجيرات الخضروات وانسجتها والذي يؤدي الى اكسدة مكونات الغذاء وتأكل العلبة واحداث بعض الاضرار عند اجراء التعقيم.

ج- يعمل السلق على إتلاف أو تثبط نشاط الأنزيمات وخاصة أنزيمات الفينول أوكسيديز المسببة للاسمرار والكاتليز والبيروكسيد والكاتليز اللذان يحرران الاوكسجين المسبب لتفاعلات الأكسدة.

د- تساعد هذه العملية على حفظ اللون الأخضر للكلوروفيل ومنع تأكسده فيما بعد بدرجات الحرارة العالية المستعملة في جهاز التعقيم.

هـ. تؤدي عملية السلق إلى التخلص من بعض الروائح الكريهة في بعض الخضروات كاللهانة والقرنابيط، إذ تتبخر بعض الروائح غير المرغوبة مع البخار المتصاعد إلى الأعلى اثناء عملية السلق.

و. كما تؤدي عملية السلق إلى ذبول الخضروات الورقية غير المقطعة كاللهانة والسبانغ حيث يسهل وضعها في العلب. ويعقب عملية السلق مباشرة معالجة المادة المسلوقة لتعد في حالتها النهائية سواء بإضافة السكر والبكتين والحامض في حالة المربيات او الملح مع التوابل في حالة الخضار، أو بإعدادها لأن تكون وجبات جاهزة بإضافة ما تتطلب من لحم وتوابل وغيره.

7- التعبئة: تعبأ المواد الغذائية في أحد أنواع العبوات الصحية على أن تكون الطبقة التي بتماس مباشر مع الأغذية خاملة لا تتفاعل مع مكوناتها، ولا تؤدي إلى حدوث تأكل وثقوب في العلبة.

8- طرد الهواء من العلبة: تسمى هذه الخطوة كذلك التسخين الأولي للعلب، ففي معامل الأغذية تمر العلب في نفق بخاري يسمى Exhauster ويستخدم بخار الماء مصدرا للحرارة، والغاية منها طرد الهواء من داخل العلبة، وإيقاف نشاط الأحياء الدقيقة إضافة إلى وقف تفاعلات الأكسدة داخل العبوة نتيجة لطرد الاوكسجين.

شكل (4 - أ، ب ) عملية غلق العلب المعدنية وجهاز الغلق المزدوج

9- الغلق المحكم: تغلق العبوة بعد طرد الهواء غلقا محكما يمنع دخول الهواء إليها ثانية، ويمنع أيضا دخول أحياء دقيقة جديدة إلى داخل العبوة خلال مدة التداول والتخزين بوساطة أجهزة الغلق المزدوج Double sealing كما في الشكل (4).

10- التعقيم الغذائي: تعامل العبوات بعد إغلاقها في درجة تتراوح بين 100-120°c مدة تكفي للقضاء على معظم ما يبقى من الأحياء الدقيقة التي يمكن أن تتكاثر في شروط التخزين العادية. والاجهزة المستعملة في تعقيم الأغذية المعلبة تسمى بال Retort كما في الشكل (5).

شكل (5) وضع الأقفاص الحاوية على الأغذية المعلبة في جهاز التعقيم Retort

11- التبريد المفاجئ: يعمل على تبريد العلب لتقليل أثر الحرارة الزائدة على المواد المعلبة، كذلك يسهم التبريد المفاجئ للعبوات بعد معاملتها حراريا في هلاك ما تبقى من الأحياء الدقيقة نتيجة لانكماشها المفاجئ ويمنع إعادة نمو البكتريا المقاومة للحرارة إن وجدت ويحافظ على قوام المنتوج المعقم.

12- التخزين المناسب: يؤدي تخزين المعلبات في درجة حرارة أعلى من 30 درجة سليزية إلى انتعاش سبورات الجراثيم المقاومة للحرارة العالية التي نجت من المعاملات الحرارية في مرحلة التعقيم فتعود إلى النشاط. ولذلك فإن تخزين المعلبات على درجة حرارة بين 15-20 درجة سليزية يقيد هذه الأبواغ والأحياء الدقيقة، ويحد من نشاطها داخل العبوة.

تأثير التعليب في القيمة الغذائية

يفقد الغذاء جزءا من مكوناته إثناء التحضير كالغسل والتقشير والسلق ويكون الفقد أكبر بالنسبة للفيتامينات الذائبة بالماء بينما لا يحصل فقد للفيتامينات الذائبة بالدهون أما تلف العناصر الغذائية في اثناء التعقيم بالحرارة فانه يعتمد على درجة الحرارة والوقت اللازم للتعقيم حيث إنه كلما زادت درجة حرارة التعقيم قل الوقت مما يساعد على حفظ أكبر كمية من العناصر الغذائية.

أما عند خزن الأغذية المعلبة لمدة طويلة فيزداد الفقد بالعناصر الغذائية ويزداد الفقد بارتفاع درجة حرارة الخزن ومدة الخزن وقد يصل الفقد بفيتامين (C) إلى 15-30 % في أثناء الخزن لمدة سنة بدرجة حرارة الغرفة وتحصل خسارة مقاربة بالنسبة للثيامين 1B. أما الكاروتين والرايبوفلافين والنياسين فان الفقد فيها يكون قليل.

قتل الأحياء الدقيقة بالحرارة

يتواجد في الأغذية المعلبة نوعان من البكتريا لهما أهمية خاصة، ويشكلان أبواغا عندما يتعرضان لشروط قاسية، وهما العصيات Cloctridium botulinum و Bacillus.

يعتمد عمليا في تقانة التعليب تطبيق معاملة حرارية في إثناء التعقيم كافية لأن تحقق القضاء عليها في الأغذية المنخفضة الحموضة، ومن هنا أتى الحرص على العمل على تخفيف الحمولة البكتيرية للأغذية قبل تعليبها بتطبيق خطوات التعليب التي مر ذكرها سابقا.

تتفاوت العناصر البكتيرية وسبوراتها تفاوت كبيرة بمدى مقاومتها للحرارة. وتعتمد المعاملة الحرارية للمعلبات على عوامل متعددة منها العدد الأصلي للخلايا أو الجراثيم والحالة التي توجد فيها هذه الأحياء، وتركيب المادة الغذائية من رطوبة و PH ومكونات مختلفة، وكذلك حجم العبوة ونوع مادتها. يعبر عن مقاومة الأحياء للحرارة بمفهوم (وقت القتل الحراري) ويعرف بأنه الوقت اللازم لقتل عدد محدد من الأحياء في درجة حرارة محددة وشروط معينة.

انتقال الحرارة في العبوات

يخضع انتقال الحرارة عبر جدار العبوات وصولا إلى وسط المادة الغذائية المعلبة إلى عدد من العوامل تتعلق بنوع مادة العبوة وحجمها ومكونات المادة الغذائية وقوامها ودرجة حرارتها الأولية ونوع التقنية المستخدمة في التعقيم، إذ يسرع تدوير الأوعية التي تحوي أغذية سائلة وتحريكها في نفوذ الحرارة اليها. ومهما كان نوع المادة الغذائية المعلبة فإن انتقال الحرارة في أثناء التعقيم إلى داخل العبوات يتم عن طريق الحمل الحراري convection او التوصيل conduction وهو الابطأ، وهي حالة المواد الغذائية ذات القوام العجيني كالذرة والبطاطا الحلوة اللتين تحتاجان إلى معاملة حرارية طويلة الأمد. ثمة علاقة وثيقة بين الزمن الذي يستغرقه التعقيم ودرجة الحرارة. فارتفاع حرارة المعقم يقابله ارتفاع مماثل في كفاءة عملية التعقيم وسرعة انجازها، فالتعقيم على درجة حرارة 121 درجة سليزية أكثر كفاءة بمئة مرة من التعقيم على الدرجة 100 درجة سليزية.

إن صناعة التعليب هي أهم تقانات حفظ الأغذية التي تسهم في تحويل الغذاء الطازج السريع التلف إلى منتوجات معلبة صحية توفر للمستهلك على مدار السنة، وهذا يساعد على عدم تفاوت الأسعار الموسمية ويشجع كلا من المزارعين والصناعيين على الإنتاج.