حفظ الاغذية بالتجفيف Preservation food by dryer

يعرف التجفيف بانه عملية ازالة كمية من الماء من المادة الغذائية بحيث تنخفض نسبة الرطوبة فيها الى الحد الذي يصعب على الكائنات الحية الدقيقة ان تعيش فيها وباقل تغيير في طبيعتها . وفي عملية التجفيف ينبغي رفع
محتوى المواد الصلبة الذائبة الى مالايقل عن 70 % بحيث يصبح الضغط التنافذي osmotic pressure مانعا
لنمو الاحياء المجهرية , فبازدياد تركيزاملاح وسكريات المادة المجففة ( على اساس الوزن الطري ) , يضطرب هذا الضغط مما يدعو الى سحب الماء من بروتوبلازم الكائن الحي الدقيق بصورة اسرع مما يمكن استعادته , كما ان هذه العملية تودي الى القضاء على الخمائر والعفن والبكتريا الموجودة في المادة المطلوب تجفيفها حيث انها لا تبدا في النمو germinate في بيئة جافة .
يعد تجفيف الاغذية من اقدم الطرق المستخدمة في حفظ الاغذية ولقد وجد الانسان بانه يمكن حفظ الحبوب والبقول والتوابل المجففة طبيعيا في الحقل باشعة الشمس .
ان الاغذية المجففة تتميز بعدة صفات منها الوزن الخفيف , الكثافة الظاهرية apparent density تكون اقل , وكذلك يكون لون المادة الناتجة افتح من المادة الخام التي انتج منها , بالاضافة الى تقليص الحجم الذي تشغله المادة الغذائية الطرية , وكذلك تسهيل التعامل معها اثناء الخزن والشحن والتسويق وما يرتبط بذلك من توفير في التكاليف , والتجهيز على مدار السنة ( غير موسمي ) .

طبيعة الماء في المادة الغذائية
في الغذاء يتواجد الماء بالانابيب الشعرية capillaries , بالاضافة الى ذلك فانه محفوظ في داخل الخلايا , ان الماء الاول يكاد يكون شبكة من القنوات متصل بعضها ببعض , تودي هذه القنوات الى سطح المادة الغذائية , لا يفرق عادة ان كان السطح للاعلى , الاسفل ام لاي من الجوانب .
احد الاعتبارات الاساسية المهمة في انتاج مواد غذائية مجففة هو دور الماء . فلدى دراسة الصفات الكيمياوية والطبيعية والحركية حرارية thermodynamics للماء المرتبط bound water اتضح ان له ثلاثة انواع :-
1- جزيئات الماء المرتبطة بمجاميع متاينة كالمجاميع الكاربوكسيلية carboxyl group والامينية amino group .
2- جزيئات الماء التاصرة هيدروجينيا H- ponded كمجموعتي الهيدروكسيل OH والامايد NH .
3- ماء حر غير مرتبط يتواجد في الفجوات البينية , الذي تعمل قوى الخاصية الشعرية والمحتويات الذائبة على خفظ ضغطه البخاري .
هنالك درجة من الصعوبة في ازالة الماء اثناء عملية التجفيف هي تتوقف على الحالة التي يتواجد فيها الماء بالغذاء , يدرج التصنيف اعلاه انواع الماء بترتيب يتناقص فيه الصعوبة لطرح الماء خارج المادة الغذائية ,
بعبارة اخرى فان الماء الحر سيتحرر اولا كبخار ماء يليه الماء المتاصر هيدروجينيا واخيرا الماء المرتبط بمجاميع متاينة .

طرق تجفيف الاغذية
هناك طريقتان رئيسيتان لتجفيف الاغذية :-
اولا- طريقة التجفيف الطبيعي او الشمسي Sun drying
تعتمد على استخدام حرارة الشمس وتيار الهواء الطبيعي , وتستخدم هذه الطريقة في الاجواء ذات درجات الحرارة المرتفعة نسبيا مع نسبة رطوبة منخفضة وخالية من الامطار خلال موسم التجفيف وتعتبر دول البحر الابيض المتوسط افضل مناطق العالم مطابقة لهذه المواصفات , كما يحتاج استخدام التجفيف الطبيعي للاغذية الى مساحات واسعة بعيدة عن الطرق والتيارات الهوائية المغبرة والمناطق الصناعية واسطبلات الحيوانات والاوساخ ومناطق تربية النحل , كما يجب ان تكون قريبة من انتاج المواد الغذائية ان لم تكن في وسطها , كما يتطلب وجود اماكن خاصة لمعاملة الثمار بالمحاليل القلوية وادوات خاصة للتبخير بغاز SO2 .
عند تجفيف بعض انواع الفاكهه بهذه الطريقة تتم معاملتها بالمحاليل القلوية لازالة الطبقة الشمعية واحداث خدوش صغيرة في قشرتها من اجل الاسراع في عملية التجفيف وتسهيل نفوذ SO2 الى داخلها ,وعادة يستخدم محلول قاعدي بدرجة الغليان وتركيز0.5 - 1.5 % ولمدة 2 – 30 ثانية وهذا يعتمد على درجة نضج الثمار ونوعها وصنفها .




وعلى الرغم من استخدام التجفيف الطبيعي الى الوقت الحاضر في كثير من البلدان فقد لوحظ ان له مساؤى كثيرة منها :-
1- عدم انخفاض نسبة الرطوبة في اكثر الاحيان الى اقل من 15 % والتي تعتبرعالية نسبيا في بعض انواع الاغذية مما يقلل من ثباتيتها اثناء الخزن .
2- يتعرض الغذاء المجفف بهذه الطريقة الى التلوث بالغبار والحشرات , كما ان نسبة الفقد فيه تكون عالية نسبيا بسبب التنفس والتخمر الحاصلين اثناء التجفيف .
3- حدوث تغيرات في اللون والنكهة والقوام بدرجة كبيرة .
4- يحتاج الى مساحات واسعة وكذلك الى ايدي عاملة اكثر .

هناك اتجاه حديث لاستخدام مايسمى بالمجففات الشمسية التي تكون بتصاميم واشكال مختلفة يمكنها الاستفادة من الطاقة الشمسية بواسطة مشعات حرارية , حيث ترفع من درجة حرارة الهواء الداخل الى حيز التجفيف بطريقة تيارات الحمل وتتم عملية التجفيف بسرعة وفي الظل وبمعزل عن الاتربة والاوساخ .

من اهم الخطوات المتبعة في عملية التجفيف هي جمع الثماروالتنظيف والتحضير, السلق الخفيف Blanching,
الغمر في المحلول القاعدي , الكبرته , التجفيف , الجمع , الخزن .

عملية السلق الخفيف :- هو التسخين لفترة محددة على درجة حرارة قريبة من الغليان ومن فوائده
1- تثبيط الانزيمات
2- تسهيل عملية التجفيف بسبب طرد جزء من الرطوبة
3- لهل تاثيرعلى الاحياء المجهرية الدقيقة


عملية الكبرته :-
وهي عملية تعريض بعض الفواكه المراد تجفيفها الى غاز SO2 في محلات خاصة وذلك لغرض المحافظة على اللون وتقليل الاسمرارالانزيمي وغير الانزيمي وتستخدم هذه العملية عادة للتفاح والعرموط والمشمش والعنب والخوخ وقد تستمر المعاملة لعدة ساعات وحسب المادة الغذائية , ولا تستخدم هذه العملية للفواكه الغامغة اللون والخضروات التي تحتوي على الكلوروفيل ومن فوائدها :-
1- الحفاظ على اللون .
2- الحفاظ على بعض القيم الغذائية أي تقليل تحطم الكاروتين وفيتامين C.
3- التاثير على الاحياءالدقيقة وتقليل الاصابة بها . اضافة الى ابادة الفطريات والحشرات .
4- اتلاف الانزيمات كيميائيا بسبب تاثير الغازفي تركيبها

ثانيا – التجفيف الصناعي
يمتاز التجفيف الصناعي باستخدام مصدر حراري غير الشمس لخفض نسبة الرطوبة في الاغذية وبوجود تيار هواء وذلك في اجهزة مصممة بطريقة يمكن فيها السيطرة على درجة الحرارة وسرعة تيار الهواء بسهولة ,
ولتيار الهواء في التجفيف الصناعي اهمية تكمن في نقطتين هما :-
1- التخلص من بخار الماء المتحررمن المادة الغذائية بسبب ارتفاع درجة حرارتها .
2- نقل الحرارة من الاجهزة المولدة لها الى المادة الغذائية المراد تجفيفها .
وهنا يجب التذكيربانه ليست جميع طرق التجفيف الصناعي معتمدة على تيار الهواء , فهناك طرق عديدة للتجفيف الصناعي ويتم اختيار الطريقة المطلوبة تبعا لنوع الغذاء المراد تجفيفه وجودة المادة الغذائية المجففة المطلوبة والتكاليف وهكذا تقسم اجهزة التجفيف الصناعي الى :-
1- مجففات التوصيل الهوائي
2- مجففات الاسطوانات
3- مجففات التفريغ ( الضغط المنخفض )