Effect of pulsed electric field on the quality of PSE-like chicken breast meat: Insights into water distribution and structural rearrangement
تُظهر هذه الدراسة أن المعالجة بالنبضات الكهربائية المعتدلة عند 2 كيلو فولت/سم تعمل بفعالية على تحسين قدرة صدو ر صدر الدجاج الشبيه بـ (PSE) على الاحتفاظ بالماء، وطراوته، ولونه، وذلك من خلال تحسين توزيع الماء وإنشاء بنية مجهرية مسامية موحدة، في حين تتسبب شدة المجال الأعلى في إحداث ضرر هيكلي وتقليل هذه الفوائد.
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
في عالم علوم الأغذية، تتضمن الرحلة من المزرعة إلى المائدة سباقاً بيولوجياً دقيقاً ضد الزمن. فعندما يتم ذبح الدجاج، تبدأ عضلاته في التغير فوراً. وإذا حدثت هذه التغييرات بسرعة كبيرة، يمكن أن يطور اللحم مجموعة محددة من العيوب المعروفة بجودة (PSE). وتعود هذه الحالة إلى مصطلحات (شاحب، وناعم، ونضح)، مما ينتج عنه لحم يبدو باهت اللون، وملمسه طري عند اللمس، ويسرب الكثير من السوائل عند طهيه. بالنسبة للمستهلكين، يعني هذا وجبة جافة وغير جذابة؛ وبالنسبة للمنتجين، يمثل ذلك خسارة اقتصادية كبيرة وهدراً للبروتين. ويكمن أصل المشكلة في ألياف العضلات نفسها؛ ففي الظروف العادية، تعمل هذه الألياف مثل الإسفنجات الصغيرة، حيث تحتفظ بالماء داخل شبكة معقدة من البروتينات. ومع ذلك، عندما ينخفض مستوى الرقم الهيدروجيني (pH) للحم بسرعة كبيرة بعد الموت، تتقلص البروتينات وتضغط على مائها، مما يترك اللحم شاحباً وجافاً.
لطال عملية البحث عن طرق لإصلاح هذا العيب دون استخدام الحرارة، التي يمكن أن تطهو اللحم قبل أوانه أو تدمر مغذياته. ويتضمن أحد المسارات الواعدة الكهرباء، وتحديداً تقنية تسمى "المعالجة بالمجال الكهربائي النبضي". تستخدم هذه الطريقة نبضات قصيرة وحادة من الجهد العالي لثقب أغشية الخلايا بلطف، وهي عملية يمكنها إعادة ترتيب البنية الداخلية للعضلة دون رفع درجة حرارتها بشكل ملحوًا. والهدف هو حث البروتينات على العودة إلى شكل يمكنها من خلاله الاحتفاظ بالماء بفعالية أكبر، وتحويل قطعة اللحم الرديئة إلى شيء صالح للأكل ولذيذ. ومع ذلك، يظل السؤال قائماً حول ما إذا كان هذا "الوكز" الكهربائي يمكنه بالفعل إصلاح الضرر في لحم (PSE)، أم أنه قد يؤدي ببساطة إلى تفاقم الانهيار الهيكلي.
وضع فريق من الباحثين في جامعة نانجينغ الزراعية ومؤسسات متعاونة هدفهم للإجابة على هذا السؤال من خلال معالجة صدور الدجاج ذات جودة (PSE) بقوى متفاوتة من المجالات الكهربائية. فقد أخذوا صدور دجاج منزوعة العظم تم تحديدها بالفعل على أنها تعاني من عيوب الشحوب والنعومة والنزف المائي، وأخضعوها لسلسلة من النبضات الكهربائية. واختبر الفريق مجموعة من الكثافات، بدءاً من عدم وجود معالجة على الإطلاق وصولاً إلى أقصى قوة تبلغ 4 كيلوفولت لكل سنتيمتر. وكان هدفهم هو إيجاد "النقطة المثالية" — وهو مستوى محدد من القوة الكهربائية التي يمكن أن تحسن قدرة اللحم على الاحتفاظ بالماء وتحسن قوامه دون التسبب في مشاكل جديدة مثل الأكسدة أو الانهيار الهيكلي.
كشفت النتائج عن نمط واضح حيث حددت قوة المجال الكهربائي النتيجة. فعندما طبق الباحثون مستوى متوسطاً من الكهرباء، وتحديداً 2 كيلوفولت لكل سنتيمتر، أظهر اللحم تحسناً ملحوظاً. وكان التغيير الأكثر وضوحاً هو كيفية احتفاظ اللحم بالماء؛ ففي العينات غير المعالجة، فُقد ما يقرب من 20 بالمائة من الوزن أثناء الطهي، وفُقد أكثر من 21 بالمائة عند تدويرها في جهاز الطرد المركزي لمحاكاة عملية العصر. أما عند مستوى الـ 2 كيلوفولت المتوسط، فقد انخفضت هذه الخسائر بشكل كبير إلى حوالي 16 بالمائة و14 بالمائة، على التوالي. وهذا يعني أن اللحم احتفظ بمزيد من عصاراته الطبيعية، وهو عامل حاسم لكل من النكهة والإنتاجية.
وبعيداً عن مجرد الاحتفاظ بالماء، تحول قوام اللحم أيضاً. فقد قاس الباحثون مدى صعوبة مضغ وتقطيع اللحم، ووجدوا أن المعالجة الكهربائية المتوسطة جعلت الدجاج أكثر نعومة وسهولة في التقطيع بشكل ملحوظ. ويشير هذا إلى أن النبضات الكهربائية ساعدت في إرخاء هياكل البروتين الضيقة والمنكمشة، مما سمح لها بالاسترخاء في ترتيب أكثر انفتاحاً وطراوة. وعندما نظر الفريق إلى اللحم تحت مجهر قوي، رأوا أن الألياف في العينات المعالجة متوسطاً قد انفصلت بما يكفي لإنشاء مسام صغيرة ومنتظمة. عملت هذه المساحات الصغيرة كخزانات، حيث حبست الماء داخل الشبكة العضلية بدلاً من تركه يتسرب للخارج.
ومع ذلك، سلطت الدراسة الضوء أيضاً على أن المزيد من الكهرباء ليس دائماً أفضل. فعندما رفع الباحثون قوة المجال إلى 4 كيلوفولت لكل سنتيمتر، بدأت الفوائد في التلاشي. ورغم أن اللحم كان لا يزال أفضل من عينة التحكم غير المعالجة، إلا أنه لم يحتفظ بالماء بقدر العينات المعالجة عند المستوى المتوسط. وأظهرت الصور المجهرية أن الجهد العالي تسبب في تفتت الألياف العضلية بشكل كبير، مما خلق فجوات كبيرة وغير منتظمة لم تعد قادرة على الاحتفاظ بالماء بفعالية. وكأن القوة الكهربائية كانت عدوانية للغاية، حيث مزقت نسيج اللحم بدلاً من ترميمه. كما أدى هذا الضرر المفرط إلى زيادة طفيفة في التغيرات الكيميائية المرتبطة بالتلف، مثل أكسدة الدهون، مما يشير إلى أن استقرار اللحم قد تضرر عند هذه الكثافات العالية.
استخدم الباحثون تقنية تصوير متخصصة تقيس حركة الماء داخل اللحم لفهم هذه التغييرات على المستوى الجزيئي. ووجدوا أنه في العينات الأفضل معالجة، كان الماء محبوساً في حالة أكثر إحكاماً واستقراراً داخل العضلة، بينما في العينات التي تمت معالجتها بشكل مفرط، أصبح الماء حراً ومتحركاً للغاية، ومستعداً للهروب. وأكد هذا أن التحسن في الجودة لم يكن يتعلق فقط بإضافة الماء، بل بتغيير كيفية احتجاز هذا الماء. كما فحصت الدراسة علامات التلف ووجدت أنه عند مستوى المعالجة المتوسطة، ظل اللحم مستقراً، دون زيادة كبيرة في المؤشرات الكيميائية التي تشير إلى تكسر البروتين أو التزنخ.
في النهاية، يوضح هذا العمل أن الكهرباء يمكن أن تكون أداة دقيقة لإنقاذ اللحوم منخفضة الجودة، ولكن فقط إذا تم تطبيقها بعناية. وتشير الدراسة إلى أن نبضة متوسطة بقوة 2 كيلوفولت لكل سنتيمتر هي الإعداد المثالي لتحويل صدور الدجاج ذات جودة (PSE). عند هذا المستوى، نجحت المعالجة في إعادة ترتيب البنية العضلية لحبس الماء وتنعيم القوام، مما يعكس أسوأ جوانب العيب بفعالية. إن تجاوز هذه النقطة يخاطر بإتلاف البنية ذاتها التي يحاول الباحثون إصلاحها. ويقدم هذا الاكتشاف مساراً عملياً لصناعة الدواجن، مما يوفر طريقة لاستخدام اللحوم التي قد يتم التخلص منها لولا ذلك، وتحويل عيب الجودة إلى متغير يمكن التحكم فيه من خلال المعالجة غير الحرارية المنضبطة.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.