تجزیه و تحلیل هیدروکولینگ برای ایمنی محصولات تازه

آیا نگران باکتری های موجود در گوجه فرنگی خود هستید؟ تحقیقات ارائه شده در کنفرانس COMSOL 2014 بوستون نشان می‌دهد که باکتری‌ها در طول خنک‌سازی با آب از کجا نفوذ می‌کنند – و چگونه می‌توانیم از بلعیدن آن جلوگیری کنیم.

آب خنک کننده محصول تازه

مم… گوجه فرنگی های تازه مزرعه هنوز از نور خورشید گرم می شوند… در مورد گوجه فرنگی های تازه مزرعه ای که سپس در آب کثیف خنک شده و با باکتری های داخل آنها به فروشگاه مواد غذایی محلی شما فرستاده می شوند، چطور؟

تصویر گوجه فرنگی توسط A. Warning و AK Datta ساخته شده و از پوستر آنها گرفته شده است .

یک فرآیند پیش سرد کردن

خنک کاری هیدرولیکی نوعی از پیش خنک کردن است که یک روش معمول در محل برداشت است. پیش خنک سازی برای تازه نگه داشتن محصول برای مدت طولانی تری طراحی شده است. بدون سرد شدن محصول به زودی پس از برداشت، به پیری ادامه می دهد و شروع به تخریب می کند. فرآیند هیدروکولینگ، به طور خاص، شامل قرار دادن دسته های تازه چیده شده و گرم از آفتاب در ظروف آب سرد است. سپس آب میوه یا سبزیجات را خنک می کند. مدت زمانی که به طور طبیعی طول می کشد به اندازه محصول بستگی دارد که از چند دقیقه تا یک ساعت کامل متغیر است.

اما، به نظر می رسد، روشی برای بهبود کیفیت محصولات ما ممکن است در واقع باکتری های جدیدی را معرفی کند.

آب آلوده سلامتی را به خطر می اندازد

در کنفرانس COMSOL امسال در بوستون، در جلسه پوستر با الکساندر وارنینگ از دانشگاه کرنل ملاقات کردم. او در کنار پوستری که با آشیم کی داتا (همچنین از دانشگاه کرنل) در مورد ایمنی محصولات تازه در هنگام خنک‌سازی با آب ایجاد کرده بود، ایستاده بود.

او به من توضیح داد که ممکن است آب مورد استفاده در فرآیند هیدروکولینگ آلوده باشد. به عنوان مثال، یک کشاورز ممکن است خاک حاوی کود را برای کود دهی لمس کند، گوجه فرنگی را بچیند، سپس آن را با بقیه دسته در آب بریزد. سپس این به نوعی وان حمام از باکتری ها تبدیل می شود (حرف من، نه او).

طبق هشدار، وقتی محصول گرم را در آب سرد قرار می دهید، به دلیل متراکم شدن بخار آب در داخل محصول، اختلاف فشار منفی ایجاد می شود. در مرحله بعد، یک خلاء تشکیل می شود که ممکن است از طریق یک دهانه آب را بمکد.

در مورد پوست محافظ گوجه فرنگی چطور؟ هنگامی که گوجه فرنگی هنوز به گیاه چسبیده است، پوست به خوبی از آلودگی ها جلوگیری می کند، اما وقتی از ساقه جدا می شود، گوجه فرنگی دیگر کاملاً بسته نمی شود.

گوجه‌فرنگی که تحت فرآیند هیدروکولینگ قرار می‌گیرد. تصویر توسط A. Warning و AK Datta ایجاد شده و از پوستر آنها گرفته شده است.

تجزیه و تحلیل هیدروکولینگ برای ایمن نگه داشتن گوجه فرنگی

Warning و Datta تصمیم گرفتند یک مدل مهندسی برای آزمایش اینکه چگونه آب آلوده ممکن است بر گوجه‌فرنگی‌ها در طول فرآیند هیدروکولینگ تأثیر بگذارد، ایجاد کنند.

برای شروع، محققان یک گوه گوجه فرنگی را با استفاده از تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) اسکن کردند. آنها از این تصاویر برای ایجاد یک هندسه از تقارن برای مدل رسانه متخلخل خود استفاده کردند. سپس، شبیه‌سازی‌هایی را برای تجزیه و تحلیل نفوذ آب در گوجه‌فرنگی در زمان‌ها و دمای آب مختلف اجرا کردند.

محققان از اسکن MRI گوه گوجه فرنگی برای ایجاد هندسه استفاده کردند. تصویر توسط A. Warning و AK Datta ایجاد شده و از پوستر آنها گرفته شده است.

گوجه فرنگی از 35 درجه سانتیگراد شروع می شود و در آب با دمای 5 درجه سانتیگراد قرار می گیرد. پس از 15 دقیقه، گوجه فرنگی به طور قابل توجهی از بیرون سرد شده است، اما هنوز در مرکز نسبتا گرم است (به نام هسته و جفت ) . پس از 30 دقیقه، دمای گوجه فرنگی در جفت تقریباً 15 درجه سانتیگراد است و اطراف آن به اندازه آب نزدیک به پوست (کوتیکول و بسته های عروقی ) سرد است.

به طور مشابه، هر چه گوجه فرنگی طولانی تر در آب بنشیند، آب بیشتری از طریق اسکار ساقه به داخل نفوذ می کند و غلظت باکتری ها بیشتر می شود. (تمام نتایج را در ارائه و پوستر مشاهده کنید .)

کرت های سطحی گوجه فرنگی در سه زمان مختلف. الف) تغییرات مکانی در دمای گوه گوجه فرنگی. ب) اشباع آب منفذی. ج) فشار سنج. د) غلظت باکتری. تصویر توسط A. Warning و AK Datta ایجاد شده و از پوستر آنها گرفته شده است.

مدیریت ایمن تر محصول

برای مقابله با آلودگی، آب مورد استفاده برای خنک کاری هیدرولیکی باید قبل از هر چیز از کیفیت شرب برخوردار باشد. اگر نمی توانیم آن را بنوشیم، محصول خود را در آن حمام نکنیم. توصیه دیگر به طور معمول اضافه کردن نوعی ضد عفونی کننده به آب برای جلوگیری از انتشار میکروارگانیسم ها است. یکی از ضدعفونی‌کننده‌های رایج که وارنینگ در سخنرانی زنده خود در کنفرانس به آن اشاره کرد، کلر است.

هنگام استفاده از کلر، کنترل pH و سطح کدورت آب بسیار مهم است . بسته به ارگانیک یا معمولی بودن مزرعه، مقررات مختلفی برای میزان کلر آزاد وجود دارد. به طور شهودی، سطوح بالاتری از کلر را می توان برای محصولاتی که به طور معمول رشد می کنند نسبت به آنچه که طبق استانداردهای ارگانیک رشد می کند، استفاده کرد. (در مورد کلرزنی پس از برداشت اینجا بیشتر بیاموزید .)

پس از صحبت با Warning در جلسه پوستر و شنیدن ارائه او در روز بعد، نتوانستم به تحقیقات آنها فکر نکنم. در حالی که بیشتر افراد ممکن است به هر حال جای زخم های ساقه را به دلیل بافت نامطلوب آنها برش دهند، من قبلاً با آن اذیت نمی شدم. من دقیقاً نمی دانم گوجه فرنگی هایی که می خریدم چگونه از قبل سرد شده اند، اما دیگر هیچ شانسی نمی کنم…

دانلود تحقیق

• تحقیقاتی که در اینجا ذکر شده است: ” ایمنی محصول تازه در هنگام خنک سازی با آب: یک مدل مهندسی “
• ارائه دیگری توسط همین گروه پژوهشی: ” مدل چند مقیاسی رشد بیماری‌زای انسانی بر روی محصول تازه “