Food processing technology : पारंपरिक उष्णता आधारित प्रक्रिया तंत्रज्ञानाला पर्याय म्हणून आधुनिक उच्च दाब प्रक्रिया आणि स्पंदित विद्युत क्षेत्र तंत्रज्ञानाचा वापर वाढू लागला आहे. मात्र त्यातील मर्यादा कमी करण्यासाठी अधिक संशोधनाची आवश्यकता आहे.

• उच्च दाब प्रक्रिया (HPP)

उच्च हायड्रोस्टॅटिक दाब आणि अति-उच्च दाब असेही संबोधल्या जाणाऱ्या तंत्रज्ञानाचा शोध जपानमध्ये लावण्यात आला. अन्न प्रक्रियेमध्ये त्याचा प्रथम वापर १९९० मध्ये झाल्यानंतर व्यावसायिक पातळीवर वापर वाढत गेला. हे तंत्रज्ञान मूलत: एक शीत पाश्‍चरीकरणाची पद्धत असून, त्यात रोगकारक घटक निष्क्रिय किंवा कमी केले जातात. सामान्यतः पारंपरिक पद्धतीमध्ये उष्णतेचा वापर करण्याच्या तुलनेमध्ये प्रथिनांचे विकृतीकरण टाळले जाते. घन आणि द्रव अशा सर्व प्रकारच्या अन्न उत्पादनांच्या संरक्षणासाठी व पर्यायाने साठवण कालावधी वाढविण्यासाठी प्राधान्याने वापर केला जातो.

उच्च दाब प्रक्रिया ही ‘आयसोस्टॅटिक’ आणि ‘ले चॅटेलियर’च्या तत्त्वावर कार्य करते. अन्नाच्या भौतिक गुणधर्मांवर उच्च दाबाचा प्रभाव आयसोस्टॅटिक तत्त्वानुसार नियंत्रित केला जातो, तर अन्न रसायनशास्त्र आणि सूक्ष्मजीवशास्त्र हे ले चॅटेलियरच्या तत्त्वाद्वारे प्रशासित केले जाते. संपूर्ण अन्न उत्पादनामध्ये त्वरित आणि एकसमान असा अति-उच्च दाब प्रसारित केला जातो. या उच्च दाबामुळे पेशींच्या पातळीवर घनफळ कमी होण्याशी संबंधित काही बदल होतात. मात्र उच्चदाब घनफळ वाढीसह प्रतिक्रियेला विरोध करतो, या ले चॅटेलियरच्या तत्त्वामुळे रेणूंचे रासायनिक गुणधर्म (विशेषत: त्यांच्या सहसंयोजक बंध) शाबूत राहतात. रेणूंच्या तृतीयांश आणि चतुर्थांश संरचना मुख्यतः हायड्रोफोबिक आणि आयनिक परस्परसंवादाद्वारे एकत्र राहत असल्या तरी उच्च दाबाने काही बदल होतात. त्यामुळे पदार्थातील रोगकारक आणि अन्न खराब करणारे सूक्ष्मजीव निष्क्रिय होतात. विकराच्या प्रतिक्रियाही रोखल्या जातात. अशाप्रकारे उष्णता, निर्जलीकरणाच्या धोक्याशिवाय अन्न पदार्थाचा गुणधर्म टिकून राहतात.

उच्च दाब प्रक्रिया हे सुरक्षित, वेगवान, ऊर्जा-कार्यक्षम आणि कचरामुक्त तंत्रज्ञान आहे. ते सामान्य तापमानावर कार्य करते. शिवाय हे तंत्र उत्पादनांच्या आकार किंवा रचनेवर अवलंबून नाही. त्याच प्रकारे व्यावसायिक उत्पादनाच्या उच्च स्वच्छताविषयक आवश्यकता पूर्ण करणारे आहे. ही प्रक्रिया पॅकेजिंगनंतरही करता येते. पारंपरिक उष्णताआधारित प्रक्रियांच्या तुलनेमध्ये उच्च दाब प्रक्रियेनंतरही उत्पादनाची चव आणि ताजेपणा टिकून राहतो.

व्यावसायिक वापर आणि मर्यादा ः

उच्च-दाब औष्णिक स्टरलायझेशन (HPTS) या तंत्रज्ञानात उच्च तापमानासोबत उच्च दाबाचा वापर निर्जंतुकीकरणासाठी केला जातो. या तंत्रात कमी कालावधीसाठी उच्च तापमान (९० ते १२१अंश सेल्सिअस) आणि उच्च दाब (६०० MPa पेक्षा जास्त.) पदार्थावर दिला जातो. त्यामुळे कमी आम्लता असलेल्या माध्यमांमध्ये सूक्ष्मजीवाचे बीजाणू निष्क्रिय होतात. हे तंत्रज्ञान कॅन केलेल्या अन्न उत्पादनांसाठी प्रायोगिक पातळीवर वापरले गेले असले तरी ते अद्याप औद्योगिक स्तरावर उपलब्ध झालेले नाही. अन्न पदार्थातील सूक्ष्मजीवांचे बीजाणू नेमके कधी निष्क्रिय होतात, याविषयी अधिक अभ्यास उपलब्ध नसल्यामुळे व्यावसायिक वापर तुलनेने कमी आहे.

मात्र उच्च दाब प्रक्रिया विविध रस आणि पेये, फळे, भाज्या, मांस-आधारित उत्पादने, मासे आणि सीफूड यांच्या प्रक्रियांमध्ये व्यावसायिकदृष्ट्या उपयुक्त असल्याचे सिद्ध झाले आहे. मांस उत्पादनांचे संवर्धन आणि स्वयंपाकामध्ये त्याचा वापर केला जातो. तसेच दुग्ध व्यवसाय क्षेत्रातही या तंत्रज्ञानामुळे शेळीचे चीज आणि दही यांचा साठवण कालावधी लक्षणीयरित्या सुधारतो. दुधाची ॲलर्जी कमी होते. चीज पक्व होण्यासाठी कालावधी कमी लागतो.

सध्या अनेक युरोपियन कंपन्या या तंत्रज्ञानाचा वापर रस, मांस, मासे, भाज्या आणि फ्रूट जॅम निर्जंतुकीकरण, संवर्धनासाठी

करतात. गेल्या काही वर्षांमध्ये अन्न आणि पेय उद्योगात उच्च दाब प्रक्रिया प्रणालीचा वापर लक्षणीय वाढल्याने त्यासाठी आवश्यक त्या उच्च दाब प्रक्रिया उपकरणांची निर्मिती आणि क्षमता वाढही झालेली दिसते.

फायदे ः

- कोणतेही विषारी घटक शिल्लक राहत नाहीत.

- अन्नपदार्थांची रंग, चव आणि पोषक घटक जतन केले जातात.

- कमी प्रक्रिया वेळ

- संपूर्ण आहारामध्ये उपचारांची एकसमानता

- काही अन्नपदार्थांचा पोत सुधारतो.

- पॅकेजिंगनंतरही ही प्रक्रिया करणे शक्य.

मर्यादा ः

- अन्नातील विकरांच्या (एन्झाइम्स) क्रियाकलापांवर थोडासा प्रभाव पडतो.

- काही सूक्ष्मजंतू जिवंत राहण्याचा धोका असतो.

- महागडी उपकरणे

- सूक्ष्मजीवविरोधी प्रभाव उत्तम मिळण्यासाठी खाद्यपदार्थामध्ये अंदाजे ४० टक्के मुक्त जलकण असावे लागतात.

-मर्यादित पॅकेजिंग पर्याय

-नियामक समस्यांचे निराकरण करणे आवश्यक

व्यावसायिक उपयोग ः

-वनस्पतिजन्य जिवाणू (आणि उच्च तापमान प्रक्रियेसोबत वापरल्यास बीजाणूही) मारले जातात.

-फळे, भाज्या, मांस, सॉस, लोणचे, योगर्ट आणि सॅलड ड्रेसिंगचे पाश्‍चरीकरण आणि निर्जंतुकीकरण शक्य.

-रासायनिक संरक्षक कमी करणे किंवा काढून टाकणे शक्य आहे.

-उच्च जोखीम किंवा उच्च मूल्याच्या उष्णता संवेदनशील घटकांचे निर्जंतुकीकरणासाठी.

स्पंदित विद्युत क्षेत्र (PEF)

स्पंदित विद्युत क्षेत्र या तंत्रज्ञानामध्ये कमी कालावधीसाठी (मायक्रो ते मिलिसेकंद) उच्च विद्युत क्षेत्राच्या भागातून उत्पादन पुढे पाठवले जाते. अलीकडच्या काळात या तंत्रज्ञानाचा वापर उष्णतारहित अन्न प्रक्रियेसाठी मोठ्या प्रमाणावर होऊ लागला आहे. तसेच विद्युत - पारगम्यीकरण (elctro -permeability) यंत्रणा अन्न आणि जैव-प्रक्रियांमध्ये विविध उद्देशांसाठी वापरली जाते. विशेषतः सूक्ष्मजीवांचे निष्क्रियीकरण, तसेच औष्णिक प्रभावांशिवाय अन्नाच्या पेशी छेदून आतापर्यंत शिरण्याची क्षमता या तंत्रज्ञानामध्ये आहे. त्यामुळे या तंत्रज्ञानाचा वापर द्रव किंवा अर्ध-घन अन्न उत्पादनांसाठी व्यवहार्य ठरतो. उदा. विविध फळांचे रस, दूध, दही, सूप, शिजवलेले मांस

इ. दाबाने पंपिग करण्यायोग्य उत्पादनांवरील प्रक्रिया यशस्वीपणे करता येते. याला अर्थातच एक मर्यादा आहे, ती म्हणजे अत्यंत कमी विद्युत वाहकता असलेल्या, अत्यंत स्पॉन्जी (हवेचे बुडबुडे) नसलेल्या घन अन्न उत्पादनांसाठी हे तंत्रज्ञान वापरता येत नाही. सूक्ष्मजीवांच्या निष्क्रियीकरणासोबतच पिळून किंवा दबावाने काढण्यायोग्य उत्पादनासाठी त्याचा वापर करता येतो. उदा. तेलबियांपासून तेल, फळांचे किंवा भाज्यांचे रस, बियांचे अर्क इ. घटकांचे उत्पादन वाढते. वनस्पतिजन्य खाद्यपदार्थांच्या रचनेवरही सकारात्मक प्रभाव दिसून येतो. विशेषतः उष्णता संवेदनशील पदार्थांच्या संवेदी व भौतिक गुणधर्माचे जतन केले जाते. हे तंत्रज्ञान किफायतशीर व ऊर्जा-कार्यक्षम आहे. सध्या प्रक्रिया केंद्रामध्ये असलेल्या प्रक्रियेमध्ये थोड्या बदलानंतर सहजपणे वापरता येते. या तंत्रज्ञानाचे यशस्वीपणे व्यापारीकरण झाले असले, तरी मोठ्या प्रमाणावर औद्योगिक पातळीवर वापरण्यासाठी अद्याप आणखी संशोधन आणि विकास होण्याची आवश्यकता आहे. औद्योगिक स्पंदित विद्युत क्षेत्राची उपकरणे महाग असून, तुलनेने त्यांची उपचार क्षमता मर्यादित आहे.

फायदे ः

• अन्नातील रंग, चव आणि पोषक घटक जतन केले जातात.

• विषारीपणाचा कोणताही पुरावा नाही.

• तुलनेने कमी प्रक्रिया वेळ लागतो.

मर्यादा

• विकरे आणि बीजाणूंवर कोणताही परिणाम होत नाही.

• पदार्थाची विद्युत वाहकता योग्य असणे गरजेचे.

• फक्त द्रव किंवा द्रव पदार्थांमधील कणांसाठी योग्य.

• औष्णिक तंत्रज्ञानासोबत संयोजनात वापरल्यास अधिक प्रभावी.

• इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रियेमध्ये तयार होणाऱ्या उपउत्पादनांमुळे खाद्यपदार्थांवर विपरीत परिणाम होऊ शकतो.

• स्थानिक प्रक्रिया वातावरणातील सुरक्षिततेसाठी अधिक लक्ष द्यावे लागते.

• ऊर्जा कार्यक्षमता अद्याप निश्‍चित नाही.

• याबाबतचे नियम आणि निकष अद्याप ठरलेले नाहीत.

• पदार्थामध्ये हवेचे बुडबुडे असल्‍यास उपचारामध्ये असमानता येऊ शकते.

व्यावसायिक उपयोग ः

• द्रव पदार्थांसाठी

• फळांचे रस, सूप आणि दूध यांचे पाश्‍चरीकरण.

• उष्णता संवेदनशील पदार्थांचे निर्जंतुकीकरण.

• वनस्पती पेशी निष्क्रिय करणे.

डॉ. अमित झांबरे

प्राचार्य, श्रीराम कृषी महाविद्यालय पानीव, जि. सोलापूर