خلال فترة التخزين.
في تكنولوجيا اللحوم والأسماك، تُعد لاكتات الصوديوم (E325) واحدة من أكثر «مكونات العوائق» (hurdle ingredients) فائدة لإطالة مدة الصلاحية، وتنتمي إلى مجموعة مثبطات نمو الكائنات الدقيقة المُمرضة في الأغذية. وتكون فعاليتها واضحة بشكل خاص في المنتجات الجاهزة، التي تُراعى في عملية إنتاجها نظافة المادة الخام والإنتاج بحيث يُحدّ من التلوث في مرحلة مبكرة من تشكيل المنتجات.
1. كيف تعمل لاكتات الصوديوم؟
تعمل لاكتات الصوديوم عبر عدة آليات في آن واحد:
- تخفض نشاط الماء (water activity)،
- تزيد الضغط الأسموزي في بيئة الخلية، فتضطر البكتيريا إلى استهلاك طاقة أكبر للحفاظ على الاتزان الداخلي (homeostasis)،
- تعطل استقلاب الكائنات الدقيقة، إذ يتفاعل أيون اللاكتات مع النقل عبر الغشاء والاستقلاب الطاقي، من بين أمور أخرى،
- تُطيل طور نمو الكائنات الدقيقة — وهذا من الناحية العملية أحد أهم التأثيرات: فعدد البكتيريا لا ينخفض بالضرورة بشكل حاد، لكن نموها يبدأ متأخراً بكثير،
- تخفض أقصى سرعة للنمو، ولهذا فإن اللاكتات ذات قيمة خاصة حيث يجب «شراء الوقت» أثناء التخزين المبرد.
وتُظهر ذلك جيداً بيانات لحم الفخذ (الشنكن) المطهو: عند 4°C، خفضت إضافة 1% من اللاكتات سرعة نمو L. monocytogenes بنحو 35%، وخفضت نسبة 2% النمو بنحو 60% مقارنة بالعينة الضابطة. وعند جرعة 3%، كان نمو مسببات الأمراض المدروسة مُثبَّطاً بشكل أقوى بكثير.
2. لاكتات الصوديوم 60% السائلة أم لاكتات الصوديوم 98% المسحوقة؟
مزايا لاكتات الصوديوم 60% السائلة:
- توزيع سهل للغاية في المحلول الملحي (brine)،
- ذوبان سريع،
- جرعات سهلة في محطة التمليح،
- مثالية للحقن،
- سهلة التدليك (massaging)،
- لا تنتج غباراً،
- توزيع منتظم للغاية.
عيوب لاكتات الصوديوم 60% السائلة:
- تُدخِل نحو 40% من الماء،
- تزيد من كمية المحلول الملحي،
- عند الجرعات المرتفعة قد تحدّ من إمكانية حقن مكونات أخرى،
- وزن نقل أكبر وتكاليف لوجستية أعلى،
مزايا لاكتات الصوديوم 98% (NATRILAC-98) المسحوقة:
- تركيز مرتفع للغاية،
- لا تكاد تُدخل ماءً إضافياً،
- أسهل للخلطات الجافة،
- مفيدة في المنتجات ذات كمية محدودة من المحلول الملحي المتاح،
- جذابة للتتبيلات الجافة، والحشوات، والخلطات الوظيفية.
عيوب لاكتات الصوديوم 98% (NATRILAC-98) المسحوقة:
- قابلية استرطاب قوية،
- احتمال التكتل،
- تتطلب ذوباناً جيداً للغاية،
- عند الإضافة المباشرة إلى الحشوة يمكن أن يُحصل موضعياً على تركيز مرتفع،
- يجب التحكم بدقة أكبر في عملية التجانس (homogenization).
3. جرعات لاكتات الصوديوم 60% السائلة أم لاكتات الصوديوم 98% المسحوقة
جرعة الشكل السائل 2,0 – 2,5%:
- تأخير نمو Listeria،
- الحد من LAB (بكتيريا حمض اللاكتيك)،
- الحد من Enterobacteriaceae،
- إطالة الزمن اللازم للوصول إلى العدد الحدّي لـ TVC/APC.
جرعة الشكل السائل 3,0%:
تأثير تثبيطي قوي، مفيد بشكل خاص لـ:
- اللحوم الباردة الجاهزة للأكل (RTE)،
- لحم الفخذ (الشنكن)،
- صدور الدجاج،
- منتجات التفريغ الهوائي (vacuum)،
- منتجات التغليف بالغلاف الجوي المعدّل (MAP)،
- بعض منتجات الأسماك.
وفوق هذا المستوى، يصبح العامل المحدد بشكل متزايد:
- الملوحة (يجب بالضرورة الانتباه في التركيبة إلى خفض نسبة الصوديوم)،
- النكهة المميزة،
- المحتوى الكلي من الصوديوم،
- اقتصاديات التركيبة.
في هذه الحالة، فإن جرعة الشكل المسحوق بمقدار أقل بـ 4 -5 مرات ستضمن ما يعادل فعالية الاستقرار الميكروبيولوجي مقارنة بالنسخة السائلة.
4. على أي كائنات دقيقة تعمل لاكتات الصوديوم؟
أ/ Listeria monocytogenes.
وهذا أمر أساسي. تُعد لاكتات الصوديوم مفيدة بشكل خاص في المنتجات الجاهزة للأكل (RTE)، لأن L. monocytogenes قادرة على التكاثر في غرفة التبريد. وتشير EFSA إلى أن اللحوم المطهوة الجاهزة للأكل (RTE cooked meats) يمكن أن تتيح نمو Listeria، خاصة عند ارتفاع نشاط الماء (aw) ودرجة الحموضة (pH) النموذجيين لمنتجات اللحوم المطهوة.
لا ينبغي التعامل مع لاكتات الصوديوم كوسيلة لقتل الليستيريا – فهي في المقام الأول مثبط بكتيري (bacteriostatic)، والمعيار الأساسي هو:
Δ log CFU/g خلال كامل مدة الصلاحية (shelf-life).
ب/ Enterobacteriaceae.
التأثير جيد بشكل عام.
في المنتجات الخام، يمكن لاستخدامها أن يؤخر بشكل ملحوظ لحظة ظهور:
- رائحة الفساد،
- المخاط،
- التغويز (gassing)،
- تغيرات اللون.
ج/ Pseudomonas.
يكون التأثير أكثر وضوحاً حيث يمكن لـ Pseudomonas أن تنمو، خاصة في المنتجات الهوائية. أما في منتجات MAP/التفريغ الهوائي، فيتغير تركيب الفلورا الميكروبية وتبدأ بكتيريا LAB باكتساب أهمية متزايدة.
د/ LAB.
يمكن للاكتات الصوديوم أن تؤخر نمو بكتيريا حمض اللاكتيك.
هـ/ Salmonella / E. Coli.
يمكن للاكتات أن تحد من نموها، لكن يجب أن نتذكر أن لاكتات الصوديوم لا تعوّض عن اضطراب سلسلة التبريد.
5. مدة الصلاحية المتوقعة للحوم.
لا ينبغي التعامل مع الجدول أدناه كمدة صلاحية معلنة رسمياً. فهذه قيم تكنولوجية إرشادية، بافتراض نظافة إنتاج جيدة ودرجة حرارة فعلية للمنتج بين 0–4°C. جرعة 2-3% من لاكتات الصوديوم 60%.
| المنتج |
بدون لاكتات الصوديوم 60% |
مع لاكتات الصوديوم 60% |
| لحم بقري مفروم مفرّغ الهواء 2°C |
نحو 7–9 أيام |
نحو 14–18 يوماً |
| لحم مقطّع مفرّغ الهواء |
10–20 يوماً |
18–30+ يوماً |
| لحم بتغليف MAP |
7–14 يوماً |
12–21 يوماً |
| نقانق مطهوة مفرّغة الهواء |
21–35 يوماً |
35–60 يوماً |
| لحم فخذ (شنكن) مطهو مفرّغ الهواء |
25–40 يوماً |
45–70 يوماً |
| شرائح جاهزة للأكل (RTE) |
20–35 يوماً |
35–60+ يوماً |
تختلف ظروف الإنتاج قليلاً في كل مصنع، إذ يستلم المصنع في فترات مختلفة مادة خام إنتاجية مختلفة، لذا يستحق الأمر إجراء اختبارات.
يمكن لمنتجين بنفس التركيبة أن يكون لهما مدة صلاحية مختلفة تماماً عند مستوى ابتدائي مختلف من الفلورا الميكروبية:
10² CFU/g مقابل 10⁴ CFU/g.
6. المساهمة البولندية في استقرار الأغذية ميكروبيولوجياً باستخدام لاكتات الصوديوم.
في النصف الثاني من التسعينيات، كانت الشركة البولندية PPF AKWAWIT في ليشنو (Leszno Wlkp.) أول شركة في البلاد تبدأ إنتاجها الخاص من لاكتات الصوديوم، وأجرت سلسلة من الأعمال البحثية والعملية على نطاق صناعي لإظهار إمكانات هذا الملح لحمض اللاكتيك في إطالة مدة صلاحية منتجات اللحوم.
أ/ اختبارات: نطاق صناعي، عام 1998 / منشور:
Waldemar Uchman, Jan Zabielski Commercial Scale Application of Sodium Lactate for Shelf Life Extension of Vacuum Packed Ham Type Pork Products 44th International Congress of Meat Science and Technology — ICoMST, 1998.
أجرى معهد تكنولوجيا اللحوم التابع لجامعة الزراعة (AR) في بوزنان اختبارات على نطاق صناعي باستخدام لاكتات الصوديوم 60% L(+) من إنتاج PPF AKWAWIT
تم فحص منتجين عاليي المردود من لحم الخنزير:
- لحم فخذ خنزير مبستر،
- نقانق فخذ خشنة التقطيع/مطهوة.
بلغت الكفاءة التكنولوجية على التوالي نحو:
140% — لحم الفخذ
160% — نقانق الفخذ.
وهذا مثير للاهتمام بشكل خاص، لأن هذه كانت منتجات ذات كمية كبيرة من المحلول الملحي المضاف، أي أكثر صعوبة من الناحية الميكروبيولوجية من اللحوم الباردة التقليدية منخفضة المردود.
جرعات لاكتات الصوديوم 60% من شركة AKWAWIT.
تم فحص مستويات تعادل نحو:
- 0% (عينة صفرية)،
- 0,6% من لاكتات الصوديوم الفعالة،
- 1,5% من لاكتات الصوديوم الفعالة.
وبالتحويل إلى المنتج التجاري 60%، كان ذلك يعني نسبة لاكتات صوديوم 60%
| اللاكتات الفعالة |
المنتج التجاري 60% |
| 0,6% |
نحو 1,0% |
| 1,5% |
نحو 2,5% |
أي من الناحية العملية:
1 kg من اللاكتات الفعالة = نحو 1,67 kg من محلول 60%.
ظروف التخزين.
بعد 24 ساعة من الإنتاج، تم للمنتجات:
- تقطيعها إلى شرائح،
- تعبئتها بالتفريغ الهوائي،
- تخزينها عند 2–4°C،
- لمدة 40 يوماً.
أُجريت التحليلات بفواصل زمنية تبلغ نحو 10 أيام.
تم فحص بشكل أساسي:
- العدد الكلي للبكتيريا — TPC،
- ديناميكية نمو الفلورا الميكروبية،
- الخصائص الحسية: المظهر، واللون، والطعم.
كانت النتائج الميكروبيولوجية جيدة جداً. وحسب المؤلفون معاملاً يصف ديناميكية نمو البكتيريا. خفضت إضافة لاكتات الصوديوم ديناميكية نمو TPC بنحو:
1,6–5,6 مرة، بحسب المنتج المدروس.
والأكثر إثارة للاهتمام كان الزمن اللازم لنمو العدد الكلي للبكتيريا بمقدار 1 log، أي عشرة أضعاف.
- لحم الفخذ بدون لاكتات الصوديوم: نحو 17 يوماً،
- لحم الفخذ مع لاكتات الصوديوم: نحو 37–42 يوماً،
- نقانق الفخذ بدون لاكتات الصوديوم: نحو 17 يوماً،
- نقانق الفخذ مع لاكتات الصوديوم: حتى 52 يوماً.
وأكدت هذه الدراسات أن لاكتات الصوديوم تُطيل طور النمو اللوغاريتمي زمنياً وتُبطئ بوضوح ديناميكية نمو الفلورا الميكروبية.
ب/ دراسة/اختبار آخر – نقانق الدجاج.
Renata Cegielska-Radziejewska, Jan Pikul Sodium Lactate Addition on the Quality and Shelf Life of Refrigerated Sliced Poultry Sausage Packaged in Air or Nitrogen Atmosphere
Journal of Food Protection, 2004, Vol. 67, No. 3, 601–606.
استخدم المؤلفون مستحضر لاكتات الصوديوم الطبيعي السائل بتركيز 60% الذي حصلوا عليه من PPF Akwawit، ليشنو.
تم فحص ثلاثة مستويات في التطبيق:
- 0% (عينة ضابطة)،
- 1% من لاكتات الصوديوم،
- 2% من لاكتات الصوديوم.
تم تسخين النقانق إلى درجة حرارة نحو 72°C في المركز، ثم تبريدها، وتقطيعها إلى شرائح، وتعبئتها في أجواء مختلفة.
النتائج:
اللاكتات:
- حدّت من نمو البكتيريا محبة البرودة (psychrotrophic)،
- حدّت من LAB،
- أبطأت تكوّن المالونديالدهيد — أي حدّت من أكسدة الدهون،
- حسّنت الثبات الحسي.
1% من لاكتات الصوديوم 60% → إطالة مدة الصلاحية بنحو 3 مرات
2% من لاكتات الصوديوم → إطالة مدة الصلاحية بنحو 4 مرات
وتم الحصول على أفضل نتيجة عند: 2% من اللاكتات + جو النيتروجين، وبلغت مدة الصلاحية:
35 يوماً
وهو ما حدده المؤلفون بأنه إطالة لمدة الصلاحية بنحو: 7 مرات مقارنة بالعينة الضابطة.
كما نرى، لم تخلُ بلادنا أيضاً من الابتكار في فترة التغيرات الاقتصادية المضطربة، وفي هذه الحالة تأكيد فعالية لاكتات الصوديوم 60% في استقرار الأغذية.
للأسف، مع نهاية التسعينيات، أدّى الاصطدام بسوق أوروبي قوي رأسمالياً، دون فهم أو دعم من الدولة البولندية، إلى تضرر شركة PPF AKWAWIT بشدة، التي لم تكن قادرة بمفردها على خوض المنافسة والصمود أمامها، مما أدى في النهاية إلى إغلاق مصنع حمض اللاكتيك ومشتقاته في أقل من 10 سنوات من بدء هذا المشروع الطموح.
