Accelerated Quality-Retentive Radio Frequency Drying of Squid with Pretreatment
تُظهر هذه الدراسة أن المعالجة المسبقة بالمجال الكهربائي النبضي (PEF) عند 20 نبضة تعزز بشكل كبير كفاءة التجفيف وتحافظ على جودة الحبار الذي يخضع للتجفيف بالهواء الساخن بمساعدة الترددات الراديوية من خلال إنشاء بنية مجهرية مسامية، متفوقة بذلك على كل من طرق التمليح ونزع الماء بالإيثانول.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تخيل أنك تحاول تجفيف إسفنجة مبللة، لكن هذه الإسفنجة مكونة من عضلات، محشوة بالماء بإحكام، وتريد تجفيفها دون طهيها لتتحول إلى قطعة صلبة بنية اللون. هذا هو الصراع اليومي لعلماء الأغذية العاملين في عالم حفظ الأغذية. إنهم يبحثون باستمرار عن طرق لإزالة الماء من الأطعمة القابلة للتلف مثل الأسماك والحبار، لكنهم يواجهون توازناً صعباً؛ فإذا جففوها ببطء باستخدام الهواء الساخن، قد يصبح الطعام طرياً جداً أو يفقد نكهته. وإذا جففوها بسرعة كبيرة باستخدام حرارة شديدة، فقد يحترق السطح الخارجي بينما يظل الداخل رطباً، أو تتحول القوام إلى ما يشبه الجلد.
ولحل هذه المشكلة، يستخدم العلماء تقنية التجفيف بالترددات الراديوية (RF). فكر في الأمر كأنه "ابن عم" فرن الميكروويف، حيث يقوم بتسخين الطعام من الداخل إلى الخارج عن طريق جعل جزيئات الماء تتذبذب وتولد الحرارة. وعادة ما يكون هذا الأسلوب أسرع وأكثر تجانساً من نفخ الهواء الساخن. ومع ذلك، فإن بعض الأطعمة، مثل الحبار، تمتلك جلداً وبنية عضلية كثيفة ومحكمة تعمل كحصن، مما يحبس الرطوبة بالداخل ويمنع الطاقة من العمل بكفاءة. ولتفكيك هذا الحصن، غالباً ما يستخدم العلماء المعالجات الأولية—وهي خطوات خاصة تُتخذ قبل عملية التجفيف الرئيسية لجعل إزالة الماء أسهل. ويمكن أن تشمل هذه الخطوات نقع الطعام في الماء المالح (التجفيف الأسموزي)، أو استخدام الكحول لسحب الماء، أو تعريضه لـ المجالات الكهربائية النبضية (PEF)، وهي نبضات كهربائية قصيرة وحادة تثقب خلايا الطعام بفتحات صغيرة لتسمح للماء بالهروب. والسؤال الكبير هو: أي من هذه "المفاتيح" سيفتح أفضل حبار مجفف؟
في هذه الدراسة، قرر فريق من الباحثين من جامعة شنغهاي للمحيطات وزملاؤهم الدوليون وضع ثلاثة طرق مختلفة للمعالجة الأولية تحت الاختبار على الحبار. أرادوا معرفة أي طريقة ستجعل عملية التجفيف بالترددات الراديوية أسرع مع الحفاظ على مظهر وطعم وملمس الحبار قريباً قدر الإمكان من حالته الطازجة. وقد قارنوا بين التمليح (نقع الحبار في الماء المالح)، وتجفيف الإيثانول (نقع الحبار في الكحول، بمساعدة الموجات الصوتية أحياناً)، ومعالجة المجال الكهربائي النبضي (PEF).
رسمت النتائج صورة واضحة. فأسلوب التمليح، حيث نُقع الحبار في الماء المالح لمدة أربع ساعات، تبين أنه كان بمثابة فخ نوعاً ما. فبينما أزال بعض الماء في البداية، إلا أنه ترك "قشرة ملحية" صلبة على سطح الحبار. عملت هذه القشرة كدرع، مما منع طاقة الترددات الرضوية من تسخين الحبار بفعالية. وبمجرد انخفاض الرطوبة إلى حد معين (1.56 جم/جم)، توقفت عملية التجفيف تقريباً، مما ترك الحبار رطباً للغاية بحيث لا يمكن حفظه بالكامل.
أما أسلوب الإيثانول فكان أسرع من الماء المالح، لكنه جاء بمشاكله الخاصة. فقد تسبب الكحول في انكماش وشد أنسجة الحبار، تماماً مثل بالون فارغ من الهواء. وهذا جعل من الصعب على الماء التحرك للخارج أثناء التجفيف الفعلي، مما أبطأ العملية مقارنة بعدم القيام بأي شيء على الإطلاق. كما جعله أقل قدرة على إعادة امتصاص الماء لاحقاً، مما يعني أنه لن يمتص الماء جيداً إذا حاولت طهيه مرة أخرى.
وكان الفائز في التجربة هو معالجة المجال الكهربائي النبضي (PEF). فمن خلال إعطاء الحبار 20 نبضة كهربائية بالضبط، استطاع الباحثون إنشاء مسام صغيرة ومنتظمة في سطح الحبار دون إتلاف بنيته. كان الأمر يشبه فتح آلاف الأبواب الصغيرة في جدران الحصن. ونتيجة لذلك، كان الحبار المعالج بـ PEF هو الأسرع في التجفيف، حيث وصل معدل التجفيف إلى 1.12 جم/(جم·ساعة)، وهو أعلى من مجموعة التحكم غير المعالجة.
وبعيداً عن السرعة، كان أسلوب PEF هو البطل في الجودة أيضاً. فقد حافظ الحبار المجفف على لونه بشكل أفضل بكثير، حيث بلغ إجمالي فرق اللون (ΔE) حوالي 20.95 ± 1.85، مقارنة بـ 33.37 ± 6.75 للمجموعة غير المعالجة. كما سجل أدنى مستويات لأكسدة الدهون (وهو مقياس لفساد الطعام)، حيث بلغت قيمة TBARS نحو 0.53 ملجم MDA/كجم، مما يعني أنه ظل طازجاً وأقل عرضة للتلف. وعندما فحص الباحثون الحبار تحت المجهر، وجدوا أن عينات الحبار المعالجة بـ PEF تمتلك بنية مسامية جميلة، بينما كانت العينات الأخرى مغطاة بالملح، أو منكمشة، أو غير منتظمة.
باختصار، تشير الورقة البحثية إلى أنه بينما قد يبدو نقع الحبار في الملح أو الكحول فكرة جيدة لتسريع العملية، إلا أنها في الواقع تخلق عوائق تبطئ العملية أو تفسد القوام. ومع ذلك، فإن المعالجة الأولية بـ PEF تعمل كالمساعد المثالي؛ فهي تثقب الحبار بما يكفي فقط للسماح للماء بالهروب بسرعة دون تدمير بنية الحبار الدقيقة، مما ينتج عنه منتج يجف بشكل أسرع، ويبدو أفضل، ويبقى طازجاً لفترة أطول. وقد خلص الباحثون إلى أن هذه الطريقة تقدم أفضل أداء إجمالي لصنع حبار مجفف عالي الجودة، رغم أنهم أشاروا إلى الحاجة لمزيد من العمل لفهم كيفية تأثير هذه التغييرات على النكهة والمواد المغذية على المدى الطويل.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.