الکتروپوریشن در فرآوری مواد غذایی و پالایشگاه زیستی
الکتروپوریشن روشی برای درمان بافت گیاهی است که به دلیل ماهیت غیر حرارتی آن، حفظ کیفیت، رنگ و ترکیب ویتامینی محصولات غذایی را ممکن می سازد. مزایای متعددی از جمله حفظ کیفیت، افزایش بازده عصاره و … در فرآیندهایی مانند استخراج ترکیبات غنی محصولات کشاورزی، آبمیوه گیری، استریلیزاسیون و انجماد در استفاده از روش الکتروپوریشن نشان داده شده است. الکتروپوریشن -به دلیل عملکرد ضد میکروبی آن- موضوع اصلی یکی از مراحل فرآیند پاستوریزاسیون یا استریلیزاسیون و همچنین روشی برای تحریک متابولیسم گیاه است.
این مقاله مروری برکاربرد الکتروپوریشن در مطالعات گیاهی و فرآوری مواد غذایی پرداخته و خلاصه‌ای سریع از جنبه‌های فنی اساسی در این زمینه ارایه می کند و انتها به بحثی مختصر در مورد دیدگاه‌های تحقیقات و توسعه آینده در این زمینه میپردازد.
استخراج شکر از چغندرقند با روش الکتروپوریشن
پدیده الکتروپوریشن
الکتروپوریشن(که به آن نفوذپذیری الکتریکی یا درمان میدان الکتریکی پالسی نیز گفته می شود) فرآیندی است که در آن پتانسیل گذرنده القایی با استفاده از میدان الکتریکی با قدرت کافی اعمال شده و باعث افزایش رسانایی و نفوذپذیری غشای پلاسمایی سلول می شود. این افزایش به ایجاد مسیرهای آبی یعنی منافذ در دولایه لیپیدی نسبت داده می شود.
بسته به مدت زمان قرار گرفتن سلول در معرض میدان الکتریکی، شدت میدان موضعی (یعنی حداکثر مقدار انرژی قابل تحویل به غشاء از طریق میدان الکتریکی خارجی) و سرعت بازیابی غشاء، سه نتیجه وجود دارد:
اگر قدرت میدان و زمان تابش کافی نباشد، الکتروپوریشن وجود ندارد و نفوذپذیری سلول صورت نمیگیرد. اگر شدت میدان از حدی که به عنوان آستانه برگشت پذیر شناخته می شود بیشتر شود و مدت زمان تابش کافی باشد، الکتروپوریشن برگشت پذیر رخ می دهد .
الکتروپوریشن برگشت‌پذیر و غیرقابل برگشت کاربردهای خود را در زمینه‌هایی مانند بیوپزشکی، بیوتکنولوژی و علوم محیطی پیدا کرده‌اند و انتظار میرود در فرآوری مواد غذایی، الکتروپوریشن آینده ای امیدوارکننده بوده در استخراج آب میوه ها و سایر ترکیبات ارزشمند از بافت گیاهی و میکروارگانیسم ها، ریزجلبک ها و نگهداری غیر حرارتی و عقیم سازی و غیرفعال سازی میکروبی داشته باشد. الکتروپوریشن برگشت‌پذیر همچنین ممکن است به ایجاد روش‌های جدید برای حفظ انجماد بافت‌های بیولوژیکی و تحریک متابولیسم گیاه کمک کند.
الکتروپوریشن در فرآوری مواد غذایی
آب میوه مایعی است که به طور طبیعی در سلول‌های میوه‌ها و سبزیجات وجود دارد و عموماً با استفاده از یک یا چند روش با فشار دادن یا انتشار غیرفعال از بافت استخراج میشود. فرآیندهای پیش تصفیه مانند مکانیکی، حرارتی، شیمیایی، آنزیمی و غیره برای آسیب رساندن به بافت بیولوژیکی (سلول ها و ماتریکس خارج سلولی) طراحی شده اند و با اعمال فشار دنبال می شوند. با اعمال نیرویی که باعث تجزیه غشای سلولی شود، آزادسازی فاز مایع داخل سلول را تسهیل میشود. برای صنایع غذایی، بهینه سازی در بازده آب میوه، کیفیت و مصرف انرژی مورد توجه است. از آنجایی که آب میوه ها اغلب به دلیل خواص ارگانولپتیکی مطلوب و مزایای خود برای سلامتی مصرف می شوند، بسیار ناخوشایند خواهد بود اگر این خواص در طول فرآیندهای پیش تصفیه و استخراج از بین بروند. افزایش راندمان پرس هیدرولیک، سرعت انتشار و افزایش عملکرد در تولید آب میوه و سبزیجات از طریق الکتروپوریشن غشایی از جمله اثرات مفید اعمال الکتروپوریشن به بافت‌های گیاهی هستند.
در اخر باید گفت زمینه تحقیق در مورد کاربردها و پدیده های مرتبط با الکتروپوریشن در حیطه محصولات غذایی و مواد خام به خوبی تثبیت شده است و رشد آن با مسایل تغذیه و منابع انرژی که مسائل جهانی هستند، شتاب بیشتری می گیرد. انتشار می رود با تقاضای فزاینده بازار برای کالری و مواد مغذی ایمن و باکیفیت از یک سو و تقاضاهای فزاینده صنایع غذایی برای کاهش هزینه های فرآوری عمدتاً به دلیل جهانی شدن تولید، از سوی دیگر، الکتروپوریشن گام بزرگی در رسیدن به حالت تعادل بهینه بعدی بین این دو نیروی رقیب بردارد.
