در تپش این هفته، ماجرای فریب و تعرض در پوشش عرفانهای دروغین و رمالی را بررسی کردیم
طعم واقعی، معجزه پاکیزگی
روش حرارتی دارای بیشترین کاربری در صنعت برای استریل کردن مواد مختلف است، اما در این شیوه دما از حد معینی نمی تواند پایین تر بیاید، چون استریل شدن به صورت کامل انجام نمی گیرد.
البته بتازگی محققان گروه مهندسی صنایع غذایی پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی جهاد دانشگاهی به تکنیک استریلیزاسیون مواد غذایی و دارویی با سیال فوق بحرانی دست یافته اند.
این یافته امکان استریلیزاسیون را در دماهای پایین در حد دمای محیط و با حفظ کیفیت ماده غذایی و دارویی فراهم می کند.ماده در شرایط دما و فشار بالاتر از نقطه بحرانی را سیال فوق بحرانی می گویند.
در نقطه بحرانی دانسیته دو فاز مایع و بخار برابر است و فصل مشترک بین فازهای مایع و بخار از بین می رود. در خلال دهه های 1970و 1980میلادی مقالات زیادی در مورد خواص معجزه آسا و مرموز سیالات فوق بحرانی منتشر شده اند.
به گفته مهندس عباس جعفری جید، عضو هیات علمی پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران جهاد دانشگاهی ، در این مقالات ، سیالات فوق بحرانی برای حل مشکل موجود در صنایع مختلف ، از جمله برای جداسازی مواد شیمیایی مختلف ، تصفیه فاضلاب ، بیوتکنولوژی و کاهش مصرف انرژی پیشنهاد شده اند.
خواصی که موجب شده است سیالات فوق بحرانی دارای کاربری های مختلف باشند، به خاصیت نفوذپذیری بالا (مشابه ضریب نفوذ گاز)، دانسیته بالا (مشابه دانسیته مایع)، ویسکوزیته بالا (مشابه ویسکوزیته مایع) و ضریب هدایت حرارتی (مشابه ضریب هدایت حرارتی مایع) مربوط می شود. جعفری جید می افزاید: به منظور استفاده از چنین خواص ویژه ، امکان استریلیزاسیون مواد غذایی و دارویی برای اولین بار در کشور مورد بررسی قرار گرفته است.
استریل کردن مواد که با هدف بالا بردن ماندگاری صورت می گیرد، کاربرد وسیعی در صنایع غذایی یافته است. این در حالی است که استریل کردن در صنعت دارویی و پزشکی از اهمیت دو چندان برخوردار است ؛ چرا که داروهای تزریقی یا مصرفی باید کاملا میکروب زدایی شوند.
خداحافظی با استریلیزاسیون سنتی
در صنعت غذایی از روشهای زیادی استفاده شده است ، اما حرارت مهمترین و صنعتی ترین این روشهاست. در عین حال تاکنون این روش سنتی ترین روش استریل کردن بوده است.
اشکالی که همواره بر استفاده از روش حرارتی وارد بوده است ، تغییری است که در کیفیت و ماهیت ماده غذایی ایجاد می کند. این افت کیفی شدید از آنجا ناشی می شود که حرارت با تغییر شکل ملکول های ماده هدف باعث تغییر ماهیت یا ته نشینی این مواد می شود. گاهی دیده شده که حتی حرارت موجب تبدیل مواد غذایی به مواد سمی نیز شده است.
به گفته جعفری جید اگر صنعت شیر را به عنوان یک شاهد در نظر بگیریم برای استریل کردن شیر از 2روش استفاده می شود: روش اول ، روش استریلیزاسیون است که در چند ثانیه دمای شیر به 135تا 150درجه سانتی گراد می رسد. این روش منجر به نابودی تمامی میکروب های بیماری زا و غیربیماری زا و اسپورها می شود.
روش دوم ، روش پاستوریزاسیون است که در زمان 10تا 30دقیقه دمای شیر به 110تا 120درجه سانتی گراد می رسد. در این روش میکروب های بیماری زا از بین می روند، ولی اسپورهای آنها باقی می مانند.
اما هر دوی این روشها اثرات مختلفی روی شیر دارند که از آن جمله می توان به دناتوراسیون پروتئین های سرمی یعنی تغییر در ساختمان سه بعدی مولکول و در نتیجه کاهش حلالیت آن ، تغییر خواص انعقاد، به وجود آمدن طعم پخت ، کاهش تغییرات اکسیداتیو، تغییر در خواص تغذیه ای شیر و در نهایت تغییر در عطر و طعم و رنگ شیر اشاره کرد.
در واقع باید گفت مواد مغذی بسیار حساس به حرارت هستند و ازجمله حساس ترین این مواد ویتامین ها هستند. به طور مثال ویتامین Cدر دمای حدود 40درجه سانتی گراد از بین می رود. بنابراین می توان ادعا کرد در شیری که فرآیند پاستوریزاسیون روی آن انجام شده است ، عملا ویتامین Cوجود ندارد.
در ضمن عطر شیر حاوی مواد آروماتیک فرار است ، در فرآیند حرارتی این مواد فرار از دست می رود، طعم پختگی از دیگر عوارض فرآیند حرارتی است.
همچنین در اثر فرآیند حرارتی یک رنگ قهوه ای خفیف در شیر ظاهر می شود. در محصولات پزشکی و دارویی این وضع دشوارتر است چراکه کلا روش حرارتی مردود است مثلا در مورد پلیمرهای زیست تخریب پذیر که در بافتهای بدن کاربرد دارد، باید به دنبال راهی برای استریل کردن آنها بود؛ چراکه استریل کردن با اشعه موجب تغییر در خاصیت پلیمر می شود.
ازجمله این پلیمرها می توان به پلیمر PLGAاشاره کرد. این پلیمر که از واکنش 2اسیدگلیکولیک و اسیدلاکتیک تولید می شود، بتازگی به عنوان ماده پایه ای برای تولید چسبهای زخم قابل جذب توسط بدن استفاده می شود. با توجه به معایب روشهای مذکور امروزه به منظور استریلیزاسیون از سیال فوق بحرانی استفاده می شود.
دنیای عاری از میکروب
استریلیزاسیون سرد روشی است که برای استریل کردن مواد خصوصا مواد پلیمری ، داروهای تزریقی و مواد پیونددهنده بافتها استفاده می شود. در این روش سیال فوق بحرانی دی اکسیدکربن به ماده هدف در فشارهایی در محدوده 2000 3000 psiو دماهایی در محدوده 30 45درجه سانتی گراد در زمان بین 20دقیقه تا 6ساعت تزریق می شود.
هم زدن ، تغییرات فشار و حضور آب ، اجازه نفوذ سیال فوق بحرانی به درون سلولهای میکروارگانیسم ها را می دهد که در نهایت PHدرون سلولها تغییر می کند و سلولها نابود می شوند. اندازه و سرعت تغییرات فشار همانند زمان و دمای عملیات مطابق با نوع و شکل ماده ای که قرار است استریل شود و نوع میکروارگانیسمی که باید نابود شود تغییر می کند. زمان اقامت و شرایط آزمایشگاهی برای استریلیزاسیون کامل حداقل به 3عامل بستگی دارد.
اولین عامل ، طبیعت دیواره سلولی است که منظور طبیعت شیمیایی و شکل سلول است. برای مثال ، دیواره سلولی میکروارگانیسم های گرم منفی شکنندگی بیشتر و مقاومت کمتر در برابر افزایش فشار داخلی نسبت به میکروارگانیسم های گرم مثبت دارند.
دومین عامل تماس بین سیال فوق بحرانی دی اکسیدکربن و جامد (فاز سلولی) است. این تماس به راندمان انتقال جرم بین فازها بستگی دارد و سومین عامل وجود میزان کمی آب در محیط است. سیال فوق بحرانی مناسب در این روش دی اکسیدکربن است.
دی اکسیدکربن به صورت 95/99 درصد خالص ، موثر شناخته شده است. آزمایش ها با استفاده از سیال فوق بحرانی تترافلوئور و اتان که خصوصیات بحرانی شبیه به دی اکسیدکربن دارد، ولی از نظر خصوصیات شیمیایی و اندازه مولکولی متفاوت است ، منجر به هیچ کاهش قابل توجه در سلولهای موجود نشده است.
به طور مشابه ، آزمایش هایی با استفاده از گاز نیتروژن در همان شرایط عملیاتی سیال فوق بحرانی دی اکسیدکربن نیز نتایج مطلوبی به دنبال نداشته است.
فعالیت ضدمیکروبی دی اکسیدکربن فشار بالا به نفوذپذیری آن به درون میکروب ها بستگی دارد که PHداخلی را به یک سطح کشنده در مقابل اسیدهای دیگر همانند اسید فسفریک یا اسیدهیدروکلریک پایین می آورد، که این اسیدها نمی توانند به آسانی وارد سلولهای میکروبی شوند.
جعفری جید ضمن تشکر از مهندس علی ذاکری و ریاست پژوهشکده مهندس زینالی که در این طرح همکاری داشتند در خصوص ویژگی های آن می گوید: این روش می تواند برای استریلیزاسیون گونه های وسیعی از میکروارگانیسم ها، شامل باکتری های گرم منفی و گرم مثبت استفاده شود.
باکتری های گرم منفی یک غشای درونی و بیرونی دارند. آن غشای بیرونی از LPS تشکیل شده است و به عنوان یک سد محافظ سلول عمل می کند.
دیواره پپتیدوگلیکان سلول در باکتری های گرم منفی خیلی نازک است. باکتری های گرم مثبت هیچ غشای خارجی ندارند، اما یک غشای پپتیدوگلیکان به هم فشرده ، سنگین و ضخیمی دارند که این نوع سلول را به صورت مکانیکی قویتر و مقاومتر نسبت به لیز شدن در اثر اختلافات فشار اسمزی می کند.
اگر چه آن لایه پپتیدوگلیکان سلول باکتری های گرم مثبت از باکتری های گرم منفی ضخیم تر است ، اغلب مواد شیمیایی به آسانی می توانند به این سد نفوذ کنند.
جعفری جید در پایان با توجه ویژه به اسپورها در این روش اشاره کرد و افزود: اسپورها شکل غیرفعال باکتری هستند که تحت شرایط نامساعد تغذیه ای یا عوامل محیطی ایجاد می شوند و با مساعد شدن مجدد شرایط، قابل تبدیل به باکتری هستند.
تاکنون تنها روش پیشنهاد شده برای غیرفعال سازی اسپور، حرارت بالا بوده است ، حتی در تحقیقات اولیه در استفاده از سیال فوق بحرانی به دلیل وجود لایه های اضافی سلولی ، غیرفعال سازی ناموفق بوده است.
اما در این تحقیق به روشهای نوینی اشاره شده است که با استفاده از این گونه از سیالات غیرفعال سازی اسپورها هم با موفقیت صورت گرفته است.
این روشها برپایه ریز فعال سازی سیالات فوق بحرانی توسط صفحاتی با مشهای در حد 10میکرومتر و استفاده از این ریز سیالات برای غیرفعال سازی است.
بهاره صفوی 
تازه ها
گوناگون
پیشنهاد سردبیر
گزارش «جامجم» درباره دستاوردهای زبان فارسی در گفتوگو با برخی از چهرههای ادب معاصر
فارسی، زبان گفتوگوی جهان
معاون وزیر بهداشت:
