فراوری با فشار بالا به عنوان یکی از تکنیکهای فرایندی است که باعث حفظ ظاهر مواد غذایی میشود. این فرایند نه تنها باعث بیخطر شدن مواد غذایی و بالا رفتن عمر مفید آنها میشود، بلکه باعث حفظ کیفیت اصلی و خصوصیات سلامتی آنها میگردد. فراوری با فشار بالا، کیفیت و تازگی طبیعی ماده غذایی را حفظ میکند و عمر مفید میکروبیولوژیکی آنها را بالا میبرد. این فرایند باعث از بین رفتن انگلها و باکتریهایی که باعث بیماری و فاسد شدن هستند، میگردد. بر خلاف فراوری حرارتی سنتی، این تکنولوژی تکنیک پاستوریزه کردن و نگهداری غیرحرارتی است که باعث عدم تغییر یا تغییر کم در خصوصیات حسی و غذایی محصول میشود. مواد غذایی فراوری شده در فشار بالا نسبت به مواد غذایی فراوری شده با حرارت دارای بافت بهتر، مزه تازهتر، ظاهر بهتر و قابلیت بالای نگهداری مواد مغذی هستند. این تکنولوژی یکی از بهترین نوآوریهای فراوری مواد غذایی در 50 سال اخیر حساب میشود. این تکنولوژی با نام پاسکالیزاسیون نیز در متون علمی و تجاری استفاده میگردد.
فراوری با فشار بالای مواد غذایی شامل یک پروفایل فرایندی استاندارد است. فشار با یک نرخ مشخص تا این که به فشار هدف برسد افزایش پیدا میکند، فشار هدف در مدت زمان خاص نگه داشته میشود و سپس فشار با یک نرخ خاص آزاد میگردد. فشارهای متداول که به مواد غذایی اعمال میگردد بین 300 الی 800 مگاپاسکال (43500 الی 116000 psi) میباشد. در این فرایند ممکن است حرارت نیز اضافه شود ولی اکثر فرایندهای فشار بالا در دماهای یخچالی انجام میشود و عمدتا متکی به فشار است. باید در نظر گرفت که در طول فراوری فشار بالا، دما به صورت طبیعی به دلیل حرارتدهی آدیاباتیک بالا میرود و این افزایش وابسته به فشار هدف و ترکیب ماده غذایی میباشد. از آنجایی که افزایش دمای آب تقریبا 3 درجه سانتیگراد به ازای هر 100 مگاپاسکال است، این افزایش برای مواد غذایی با تراکمپذیری بیشتر مانند چربیها باعث افزایش دما در طول فشردهسازی میشود. یک طرح شماتیک از منحنی فشار و دمای یک فرایند فراوری با فشار بالای معمول در شکل زیر نشان داده شده است.
اجزای یک سیستم فراوری با فشار بالا شامل چهار جزء اصلی است؛ مخزن فشار، سیال فشردهسازی، تشدیدکننده و پمپ. در بعضی طرحها مخزن فشار را میتوان به عنوان تشدیدکننده فشار استفاده کرد. مخزن فشار به گونهای طراحی میگردد که دما و فشار مشخصی را تحمل کند و شامل محصول غذایی بستهبندی شده و سیال تحت فشار میباشد. سایز مخزن فشار با توجه به حجم سیالی که مخزن میتوان نگه دارد تعریف میشود و از چند میلیلیتر برای یونیتهای تحقیقاتی تا چند صد لیتر برای یونیتهای تجاری میباشد. سیال تحت فشار معمولا آب میباشد که برای از بین بردن چاههای هوا بین بستههای غذا استفاده میشود. زمانی که سیال تحت فشار اضافه میشود، تشدیدکننده فشار هیدرولیکی و پمپ برای افزایش فشار درون مخزن استفاده میشوند و فشار به ماده غذایی اعمال میگردد. از آنجایی که فشار به صورت یکنواخت به کل سطح محصول غذایی وارد میشود شکل ماده غذایی حفظ میگردد.
شکل زیر مراحل فراوری با فشار بالا را به صورت شماتیک نشان میدهد.
برای دستیابی به بهترین انتقال فشار درون محصول غذایی، ماده غذایی ایدهآل برای فراوری با فشار بالا مادهای است که بدون گاز، بدون فضای فوقانی در بستهبندی و مقدار بالای رطوبت باشد. علاوه بر این نوع مادهای که برای بستهبندی ماده غذایی استفاده میشود نیز باید مناسب باشد. ماده بستهبندی باید به اندازهکافی انعطافپذیر باشد تا بدون آسیب ساختاری فشار را منتقل کند زیرا به دلیل فشردهسازی، ماده غذایی فشرده میشود و بستهبندی باید اجازه تغییر شکل برگشتپذیر را بدهد. مواد صلب مانند فلزات و شیشه به دلیل اینکه نمیتوانند فرایند فشار بالا را تحمل نمایند، پیشنهاد نمیشوند. محصولات بستهبندی شده انعطافپذیر که فضای داخلی آنها خلأ شده است برای فراوری فشار بالا ایدهآل هستند، مخصوصا اگر بستهبندی بدون آسیب ساختاری، تقریبا 15 درصد قابل فشردهسازی باشد و با آزادسازی فشار به شکل اصلی خود بازگردد. در حال حاضر بستههای انعطافپذیر، شیشههای دهن گشاد، سینیها و بطریها برای بستهبندی فراوری فشار بالا استفاده میشوند.
در حال حاضر محصولات تجاری فراوری شده با فشار بالا که به صورت موفق اعتبارسنجی شدهاند شامل موارد زیر است:
- سبزیجات و میوهجات: شامل آبمیوهها، رب، سس و گواکامولی
- لبنیات: شامل شیر، پنیر، ماست و …
- گوشت: شامل محصولات گوشتی، محصولات غذایی آماده و ماکیان (مرغ، بوقلمون و …)
- غذاهای دریایی: شامل نرمتنان و محصولات ماهی
- دارویی و آرایشی
به صورت خلاصه فواید فراوری با فشار بالا به شرح زیر است:
- طعم تازه و بافت محصولات مانند آبمیوه، نرمتن، گوشت پخته شده، ربها و گواکامولی حفظ میشود.
- سلامت میکروبیولوژیکی و عمر مفید با غیرفعال شدن پاتوژنها و ارگانیسمهای فساد و همچنین بعضی از آنزیمها افزایش مییابد.
- غذاهای جدید مانند محصولات ژله شده و … میتوانند تولید شود.
- برای محصولاتی مانند غذاهای دریایی (مانند بازکردن صدفها و خروج گوشت سختپوستان) هزینه کارگری پایین است.
- حرارت ورودی پایین است و کیفیت تازگی بسیاری از غذاها حفظ میشود.
- انرژی مصرفی پایین است.
- پساب کمینه است.
- فشار ایزواستاتیک و دمای آدیاباتیک برخلاف فراوری با دمای بالا به صورت یکنواخت به محصول اعمال میشود.
- از هیچگونه افزودنی برای افزایش عمر مفید محصول استفاده نمیشود. لذا نگرانی از جهت افزایش ابتلا به بیماریهایی مانند سرطان به دلیل استفاده از افزودنیها برطرف میگردد.