Food for Thought
Article 04 - තිරසාර ආහාර පද්ධතියක් උදෙසා සෛලීය කෘෂිකර්මය "Cellular Agriculture: Towards Sustainable Food Systems"
තිරසාර ආහාර පද්ධතියක් උදෙසා සෛලීය කෘෂිකර්මය
ආහාර සුරක්ෂිතතාව සහතික කිරීම ගෝලීය ප්‍රජාව මුහුණ දෙන අභියෝගයක් වන අතර එය දැන් පුළුල් ලෙස සාකච්ඡා වෙමින් පවතී. තිරසාර ලෝකයක් නිර්මාණය කිරීමේ ක්‍රියාවලියේදී ආහාර හිඟය තුරන් කිරීම සහ ආහාර සුරක්ෂිතතාව සහතික කිරීම අත්‍යවශ්‍ය අංග දෙකක් බවට පත්ව ඇත. අනෙක් අතට, ලෝකය දැඩි දේශගුණික විපර්යාසයන්ට මුහුණ දෙමින් සිටින අතර එය නියත වශයෙන්ම මානව පැවැත්මට අහිතකර ලෙස බලපායි. මෙම දේශගුණික විපර්යාස සඳහා කෘෂිකාර්මික හා ආහාර පද්ධති ද සැලකිය යුතු දායකත්වයක් සපයන බව පැහැදිලිය. එබැවින් විද්‍යාඥයින් දැන් අවම පාරිසරික බලපෑම් ඇති ආහාර නිෂ්පාදන ක්‍රම සොයමින් සිටිති.
සෛල කෘෂිකර්මය, මේ සම්බන්ධයෙන් සැලකිය යුතු විසඳුමක් බවට පත්ව ඇති එවැනි නව්‍ය තාක්ෂණයකි. පෝෂ්‍ය පදාර්ථ ප්‍රභවයක් වන අතරම, වර්ධනය වන ජනගහනයේ ප්‍රෝටීන් අවශ්‍යතා සපුරාලීමට මෙම තාක්ෂණය හරහා අපට හැකි වනු ඇතැයි විශ්වාස කෙරේ. සාම්ප්‍රදායික සත්ත්ව නිෂ්පාදන වලට සමාන වාණිජ නිෂ්පාදන සංවර්ධනය කිරීමේ හැකියාව පිළිබඳව අඛණ්ඩ පර්‍යේෂණ මගින් කරුණු ඉදිරිපත් කර ඇත.
සෛලීය කෘෂිකර්මයේ ප්‍රධාන ප්‍රවේශ දෙක වන්නේ පටක ඉංජිනේරු විද්‍යාව සහ පැසවීමයි. පටක ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ පළමු පියවර වන්නේ ගොවිපල සතෙකුගෙන් හානිකර නොවන බයොප්සි නිස්සාරණය කිරීම සහ අවශ්‍ය ගුණ ඇති සෛල හුදකලා කිරීමයි. මෙම සෛල පසුව පෝෂණය කර පාලනය කරන ලද තත්ත්වයන් යටතේ වර්ධනය වීමට ඉඩ සලසයි. සෛල පසුව පටක වලට ඒකාබද්ධ වන අතර එමඟින් අවසාන සැකසුම් පියවරයන් සිදු වේ. පැසවීම යනු සත්ත්ව නිෂ්පාදනවල ඇති ප්‍රෝටීන ලබා ගැනීම සඳහා ක්ෂුද්ර ජීවීන් භාවිතා කිරීමේ ක්‍රියාවලියයි. ගොවිපල සතෙකුගේ ජානයක් යීස්ට් සෛලයක් වැනි නිෂ්පාදන ක්ෂුද්ර ජීවියෙකුට හඳුන්වා දෙන අතර මෙම ධාරක සෛලයට අවශ්‍ය පෝෂ්‍ය පදාර්ථ ලබා දෙනු ලැබේ. ධාරක සෛලය පාලිත තත්ත්වයන් යටතේ වර්ධනය වන අතර ක්‍රියාවලිය අවසන් වූ පසු නිපදවන ප්‍රෝටීන වෙන් කරගනු ලැබේ. ආරක්ෂාව සහ ගුණාත්මකභාවය සඳහා දැඩි පරීක්‍ෂණ ක්‍රියාවලීන් අවසන් වූ පසු, නිෂ්පාදන වෙළඳපොළට නිකුත් කළ හැකිය .
සෛලීය කෘෂිකර්මයේ ප්‍රතිලාභ රාශියක් ඇති අතර එම නිසා ගෝලීය ආර්ථික පද්ධතිය තිරසාරව පවත්වාගෙන යාමේ විශාල විභවයක් ඇත. මෙම තාක්ෂණය මඟින් සත්ත්ව මූලාශ්‍ර ආහාර නිෂ්පාදන ප්‍රමාණය හා ධාරිතාවය පුළුල් කිරීමටත්, ලෝකයේ බොහෝ දෙනෙකුට ආහාර සැපයීමටත් ඉඩ සලසයි. බොහෝ සංවර්ධනය වෙමින් පවතින සහ ඌන සංවර්ධිත රටවල ජනගහනය අත්විඳින පෝෂක ඌනතාවයන් සඳහා පිළියමක් ලෙසද මෙය යෙදිය හැකිය. ශුන්‍ය අපවිත්‍රතාවයකින් යුත් පිරිසිදු ආහාර නිෂ්පාදනය ද සහතික කළ හැකිය.
සත්ත්ව ගොවිපළ ආශ්‍රිතව ඇති වූ සත්ත්ව රෝග පිළිබඳ බොහෝ සිදුවීම් ඉතිහාසයේ වාර්තා වේ. SARS, Influenza H1N1 වැනි රෝගවල පැතිරයාම, සතුන් නිසා ඇතිවන රෝග සම්ප්‍රේෂණයේ බලපෑම ගැන මෙනෙහි කිරීමට විද්‍යාඥයින් පෙළඹවූ එවැනි උදාහරණ කිහිපයකි. සතුන් සහ මිනිසුන් අතර සම්බන්ධතා බොහෝ දුරට අවම කරන නිසා සෛලීය කෘෂිකර්මයට මෙම තර්ජනය තුරන් කිරීමේ හැකියාව ඇත.
ගොවිපල සතුන් ද විශාල ජෛව අපද්‍රව්‍ය ප්‍රමාණයක් ජනනය කරන අතර , එය ප්‍රධාන ගැටළු දෙකක් ඇති කරයි. මෙම අපද්‍රව්‍ය මගින් E. coli, Salmonella වැනි ව්‍යාධිජනක ක්ෂුද්ර ජීවීන් වර්ධනය සඳහා සුදුසු ස්ථාන සපයන බැවින් බෝවන රෝග පැතිරීමේ අවදානම වැඩි කරයි. අනෙක් අතට, මෙම අපද්‍රව්‍ය හරිතාගාර වායු විමෝචනය සඳහා සැලකිය යුතු දායකත්වයක් ලබා දෙයි. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස දේශගුණික විපර්යාස වැඩි වීම සහ වටිනා පරිසර පද්ධති ක්ෂය වීම සිදු වෙයි. සෛලීය කෘෂිකර්මය ඊට වෙනස්, අපද්‍රව්‍ය නිපදවන්නේ නැති තාක්ෂණයකි. එබැවින් ඉහත ගැටලු වළක්වයි. එය ගොඩබිම සහ ජලය වැනි ස්වභාවික සම්පත් භාවිතය අවම කිරීමට ද මඟ පාදයි.
සත්ව සුභසාධනය පිළිබඳ සලකා බැලීමේදී, සෛලීය කෘෂිකර්මයට සත්ත්ව පාලනයට අදාළ හිමිකම් සඳහා සැලකිය යුතු විසඳුමක් සැපයිය හැකිය. මෙම තාක්ෂණය සතුන්ට වධහිංසා පැමිණවීම අවම කරන බැවින් අද ලොව පුරා සිදුවන සත්ව හිංසනයට තිත තැබීමට මෙය හොඳ ප්‍රවේශයක් වනු ඇත .
ඒ අනුව ආහාර සුරක්ෂිතතාව, පාරිසරික පුනරුත්ථාපනය සහ තිරසාර සංවර්ධනය යන අංශවලට විශාල දායකත්වයක් සැපයීමට සෛලීය කෘෂිකර්මයට හැකිය . කෙසේ වෙතත්, සෛලීය කෘෂිකර්මාන්තය තවමත් නියාමන අනුමත කිරීමේ අභියෝගයට මුහුණ දෙයි. මෑතකදී දියුණු වූ තාක්‍ෂණයක් වන බැවින්, මෙම ක්‍රමයේ බලපෑම් තක්සේරු කිරීම සඳහා බොහෝ පර්‍යේෂණ සිදුවෙමින් පවතී. බොහෝ සංවර්ධිත රටවල් දැන් සෛල මත පදනම් වූ මස් නිෂ්පාදන සඳහා නියාමන රාමු සකස් කිරීමට කටයුතු කරමින් සිටී. එක්සත් ජනපද ආහාර සහ ඖෂධ පරිපාලනය සහ එක්සත් ජනපද කෘෂිකර්ම දෙපාර්තමේන්තුවේ ආහාර සුරක්‍ෂිතතා සහ පරීක්‍ෂණ සේවාව (USDA – FSIS) 2019 දී සෛල පදනම් වූ මස් නිෂ්පාදන අනුමැතිය සඳහා ඒකාබද්ධ නියාමන රාමුවක් නිකුත් කරන ලදී. යුරෝපීය සංගමය, ජපානය, චීනය, ඊශ්‍රායලය සහ තවත් බොහෝ රටවල් ගෝලීය ආහාර අංශයේ මෙම වර්ධනය වන ප්‍රවණතාව පිළිගැනීම සඳහා රෙගුලාසි සකස් කරමින් සිටී.
අනාගතය පෝෂණය කිරීම සඳහා සෛලීය කෘෂිකර්මාන්තයේ විභවය සැලකිල්ලට ගනිමින්, එය ඉතා වටිනා තාක්ෂණික දියුණුවක් ලෙස සැලකිය හැකිය. 2030 දී තිරසාර ලෝකයක් පිළිබඳ ඉලක්කය සාක්‍ෂාත් කර ගැනීම සඳහා මෙය ඉමහත් දායකත්වයක් සපයනු ඇත. වැඩිදුර පර්‍යේෂණ සහ වර්ධනයන් එහි හැකියාවන් තවදුරටත් වැඩිදියුණු කරනු ඇති අතර , එබැවින් කෘෂිකර්මාන්තයේ විප්ලවයක් ආරම්භ කරනු ඇත.
Cellular Agriculture: Towards Sustainable Food Systems
Ensuring food security is a challenge that is faced by the global community and which now is being discussed widely. In the process of creating a sustainable world, eliminating food scarcity and ensuring food security has become two essential components. On the other hand, world is facing drastic climate changes, which definitely has a negative impact on the human existence. It is evident that agricultural and food systems also contribute substantially to this climate change. Therefore, the scientists are now seeking means of food production with minimal environmental impact.
Cellular Agriculture, is one such innovative technology that has become a noteworthy solution with this regard. It applies biotechnological methods to manufacture animal-sourced foods by cell culture (Soice & Johnston, 2021). It is believed that this technology will enable to meet the protein needs of the growing populations while being an affordable and accessible source of nutrients. Ongoing researches have put forward the facts regarding the possibility of developing commercial products resembling traditional poultry products (Mozdziak, 2021).
The two main approaches of Cellular Agriculture are Tissue Engineering and Fermentation. First step of Tissue Engineering involves extracting harmless biopsy from a farm animal and isolating the cells with required properties. These cells are then nurtured and allowed to grow under controlled conditions. The cells will then undergo differentiation and merge into tissues which will then undergo the final processing steps. Fermentation is the process of using microorganisms to obtain the proteins that are present in animal products. A gene from a farm animal is introduced to a production microorganism such as a yeast cell and this host cell is then fed with the required nutrients. The host cell is grown under the controlled conditions and will be separated from the produced proteins once the process is complete. Once the rigorous testing processes for safety and quality are complete, the products can be released to the market (CAS, 2019).
Cellular Agriculture has numerous benefits and hence a large potential in sustaining the global economic system. Production of animal-sourced foods by this technology allows expanding the production quantity and capacity, feeding many people in the world. This can also be applied as a remedy for the nutrient deficiencies that are experienced by the populations of many developing and under-developed countries. It also can ensure production of hygienic food products with zero contamination.
There are many incidents of zoonotic diseases recorded in the history, that had been originated with association to the animal farms. The SARS outbreak, H1N1 Influenza outbreak are some such examples, that made scientists to reflect upon the influence of zoonotic transmission of viral diseases (Pike, et al., 2010). Cellular Agriculture has the ability of eliminating this threat as it minimizes the contact between the animals and humans to a greater extent.
The farm animals also generate large amount of biowaste, that causes two main issues. These wastes provide suitable sites for the development of pathogenic microorganisms such as E. coli and Salmonella hence increases the risk of spreading of infectious diseases (Soice & Johnston, 2021). On the other hand, these wastes have a considerable contribution in Green House Gas (GHG) emissions, resulting in increased climatic changes and depletion of valuable ecosystems (Rojas-Downing, et al., 2017). Cellular Agriculture in contrast, is a technology that does not produce any waste hence prevents the above problems. It also paves the way to reduced use of natural resources such as land and water.
In the perspective of animal welfare, cellular agriculture can provide a substantial solution for the claims related to animal husbandry. This technology will benefit the animals as it involves very less torture and suffering for the animals and put a stop to animal cruelty happening worldwide today. This will in turn help in sustaining the ecosystems thereby restoring the environmental equilibrium.
Accordingly, cellular agriculture has many benefits in the aspects of food security, environmental rehabilitation and sustainable development. However, despite the benefits cellular agriculture is still facing the challenge in regulatory approval. Being a recently developed technology, there are many researches going on in order to assess the effects of this system. Many developed countries are now working on developing regulatory frameworks for the cell-based meat products. The US Food and Drug Administration along with the United States Department of Agriculture’s Food Safety and Inspection Service (USDA – FSIS) released a joint regulatory framework for cell-based meat product approval in 2019 (FDA, 2020). European Union, Japan, China, Israel and many other countries are also developing regulations to accept this developing trend in the global food sector (Danley, 2021).
Considering the potential of cellular agriculture in feeding the future, it can be regarded as a very valuable technological advancement. This will contribute immensely in realizing the goal of a sustainable world in 2030. Further research and developments will enhance its abilities further, hence will initiate a revolution in agriculture.
Article Prepared and Translated by – Shimani Umesha Attygalle
References
CAS, 2019. Cellular Agriculture - how does it work. [Online] Available at: https://www.cellag.org/?p=m3 [Accessed 27 November 2021].
Danley, S., 2021. Cell-based meat faces a major challenge in regulatory approval. [Online] Available at: https://www.foodbusinessnews.net/articles/19084-cell-based-meat-faces-a-major-challenge-in-regulatory-approval [Accessed 27 November 2021].
FDA, 2020. Food Made with Cultured Animal Cells. [Online] Available at: https://www.fda.gov/food/food-ingredients-packaging/food-made-cultured-animal-cells [Accessed 27 November 2021].
Mozdziak, P., 2021. Cellular Agriculture. [Online] Available at: https://cals.ncsu.edu/prestage-department-of-poultry-science/research/cellular-agriculture/ [Accessed 27 November 2021].
Pike, B., Saylors, K. & Fair, J., 2010. The Origin and Prevention of Pandemics. Clinical Infetcious Diseases, 50(12), pp. 1636-1640.
Rojas-Downing, M., Nejadhashemi, A. P., Harrigan, T. & Wonznicki, S., 2017. Climate Change and Livestock; Impacts, Adaptation and Mitigation. Climate Risk Management, pp. 145-163.
Soice, E. & Johnston, J., 2021. How Cellular Agriculture Systems Can Promote Food Security. Frontiers in Sustainable Food Systems, Volume 5.
Article 03 - Modified Atmosphere Packaging ගැන ඔබ දැනුවත්ද? "Modified Atmosphere Packaging"
Modified Atmosphere Packaging (MAP)
ආහාර නිෂ්පාදන කර්මාන්තයේදී යොදාගන්නා නොයෙකුත් වර්ගයේ ඇසුරුම් ක්‍රම පිළිබඳව ඔබ අසා ඇති. එහෙත් ආහාර ඇසුරුම තුළ ඇති වායු සංයුතිය පමණක් වෙනස් කරමින් එය පරිභෝජනයට ගත හැකි කාල සීමාව (shelf life) වැඩි කිරීමට සමත් ඇසුරුම් ක්‍රමයක් පිළිබඳව ඔබ අසා තිබෙනවාද? Modified Atmosphere Packaging නොහොත් MAP යනු එවන් ආහාර ඇසුරුම්කරණ ක්ෂේත්‍රයේ විප්ලවයකට තුඩුදුන් සුවිශේෂ ඇසුරුම් ක්‍රමයකි.
මෙම ඇසුරුම් ක්‍රමයේදී යොදාගන්නා වායුවල සංයුති සාමාන්‍ය වායුයගෝලීය සංයුතියට වඩා වෙනස් වේ. බොහෝ අවස්ථා වලදී දක්නට ලැබෙන්නේ සාපේක්ෂව අඩු ඔක්සිජන් වායු ප්‍රමාණයක් සහ වැඩි නයිට්‍රජන්, කාබන්ඩයොක්සයිඩ් වායු ප්‍රමාණයක් සහිත සංයුතීන් යොදාගැනීමයි. මෙම MAPහි භාවිතයට ගනු ලබන ඇසුරුම් සකස් කිරීමේදී අමුද්‍රව්‍ය ලෙස පොලි වයනයිල් ක්ලෝරයිඩ් (PVC), පොලි එස්ටර (PET), ෆීනෝල් ෆෝමැල්ඩිහයිඩ් රෙසින (PF) සහ නයිලෝන් වැනි දෑ යොදා ගැනීම සිදු වේ. කිසියම් ආහාරයක් සඳහා සුදුසු වායූන් සහ ඒවායේ සංයුතීන් තෝරාගැනීමේ දී එම ආහාරයේ ස්වභාවය සහ එය පරිභෝජනයට ගැනීමට අපේක්ෂිත ආකාරය පිළිබඳව සලකනු ලබයි.
MAP තාක්ෂණයේ අංශ දෙකක් පවතී. එනම් සක්‍රීය (Active) සහ නිෂ්ක්‍රීය (Passive) වශයෙනි. සක්‍රීය (Active) MAP ඇසුරුම්කරණයේදී ආරම්භයේදීම යන්ත්‍රයක් මඟින් ඇසුරුම තුළ අඩංගු සියලුම වාතය ඉවත් කර, ඒකාකාරී ලෙස අපේක්ෂිත සංයුතියෙන් යුත් වායු මිශ්‍රණය ඇතුලත් කිරීම සිදුකරයි. නිෂ්ක්‍රීය (Passive) MAP ඇසුරුම්කරණයේදී අපේක්ෂිත ප්‍රශස්ත වායු සංයුතිය ඇසුරුම තුළ කාලයත් සමඟ ස්වයංසිද්ධව ඇති වීමට ඉඩ සලසයි. මෙය සිදුවන්නේ ඇසුරුම තුළ ඇති ආහාරවල (පළතුරු සහ එළවළු) ශ්වසන වායු හුවමාරු ක්‍රියාවලියේත්, ඇසුරුම් කවර‍ය විවිධ වායු සඳහා දක්වන පාරගම්‍යතාවය මත එය හරහා සිදුවන වායු හුවමාරුවේත් ප්‍රතිඵලයක් ලෙසය.
MAP තාක්ෂණය මූලික වශයෙන් යොදාගනු ලබන්නේ නැවුම් හෝ අවම වශයෙන් සකස් කරන ලද (minimally processed), ශ්වසන ක්‍රියාවලිය තවදුරටත් සිදුවන ආහාර සඳහාය. නැවුම් සහ කපන ලද නැවුම් (fresh - cut) පළතුරු සහ එළවළු, බේකරි නිෂ්පාදන, කෝපි සහ තේ කොළ, කිරි ආශ්‍රිත නිෂ්පාදන, සකස් කරන ලද මස් (processed meat), මුහුදු ආහාර (sea food) සහ විජලනයට ලක්කළ ආහාර එවැනි ආහාර වර්ගවලට අයත් වේ. මෙම තාක්ෂණය තවදුරටත් කජු වැනි නිෂ්පාදන (nuts), සුළු කෑම වර්ග (snack food), පාස්ටා (pasta), සහ ඇතැම් පිසින ලද ආහාර (ready - to - eat food) සඳහා ද භාවිතා වේ.
ඇසුරුම තුල පවතින අඩු ඔක්සිජන් සාන්ද්‍රණය නිසා ආහාරවල ශ්වසන වේගයත්, පරිවෘත්තීය ක්‍රියාකාරීත්වයත්, අවම තත්ත්වයකට පත් වේ. විශේෂයෙන්ම නැවුම් පළතුරු සහ එළවළු ඉදීම, මෘදු භාවයට පත් වීම සහ සංයුතික වෙනස්වීම් වලට භාජනය වීම මෙම ඇසුරුම්කරණය මඟින් අවම කර ගත හැකිය. මෙහිදී, ආහාර නරක් වීමට සහ ආහාරවල වර්ණය, රසය, වයනය ආදිය වෙනස් වීමට හේතු වන ඔක්සිකරණ ප්‍රතික්‍රියා සිදුවීම, ඇසුරුම තුල පවතින ඔක්සිජන් අවම පරිසරය මඟින් වැලැක්වීම හෝ පමා කිරීම සිදු කරයි. තවද, ඇසුරුම තුල පවතින නිර්වායු (ඔක්සිජන් අඩු) තත්ත්වය හේතුවෙන් ආහාර නරක් වීමේ ක්‍රියාවලියට දායක වන සවායු ක්ෂුද්‍රජීවීන්ගේ වර්ධනයට ද බාධා කෙරේ. මෙම සියලු කාරණා MAP ඇසුරුම් තුල පවතින ආහාර දිගුකාලයක් පරිභෝජනයට සුදුසු තත්ත්වයේ පවත්වා ගැනීමටත්, ආහාර නිෂ්පාදනවල ගුණාත්මකභාවය සහ නැවුම්භාවය ආරක්ෂා කිරීමටත්, නිෂ්පාදනවලට වටිනාකමක් එකතු කිරීමටත් ඉවහල් වේ.
ආහාර පරිභෝජනයට සුදුසු වන කාල සීමාව (shelf life) දීර්ඝ කිරීමට අමතරව MAP තාක්ෂණය විවිධ වාසි රාශියක් ගෙන දේ. MAP තාක්ෂණය අවම වියදමක් සහිත, පහසුවෙන් ආහාර ඇසුරුම්කරණය සඳහා යොදාගත හැකි තාක්ෂණයකි. එබැවින් මෙය ආහාර ආශ්‍රිත කර්මාන්ත වල නියැලෙන්නන්ගේ පහසුවට හේතු වේ. මෙම ඇසුරුම් භාවිතයේ ඇති පහසුව නිසා පාරිභෝගිකයින්ට ද මෙය වාසිදායක වේ. එකිනෙකට විශාල දුරකින් පවතින ස්ථාන දෙකක් අතර වුවද ආහාර ද්‍රව්‍ය ප්‍රවාහනයේදී මෙම ඇසුරුම් භාවිතයට ගත හැකි වීම විශේෂත්වයකි. මෙමඟින් රටවල් අතර සිදු කෙරෙන ආහාර ආනයන අපනයන කටයුතු පහසු කර ගත හැක. MAP ඇසුරුම්කරණයට ලක්කළ ඇතැම් ආහාර කෘත්‍රිම පරිරක්ෂක හෝ ස්ථායීකාරක (stabilizers) නොමැතිව කල් තබා ගත හැකිය. මේ තුලින් නැවුම් ආහාර ස්වභාවික තත්ත්වයෙන්ම, ආරක්ෂිතව, වෙළඳපොලට නිකුත් කිරීමට අවකාශය සැලසේ. මෙම තාක්ෂණය පුළුල් ආහාර වර්ග පරාසයක් සඳහා යොදා ගත හැකි වීම තවත් වාසියක් වේ.
MAP තාක්ෂණය බොහෝ සෙයින් වාසිදායක සහ පහසු ආහාර ඇසුරුම් ක්‍රමයක් වුවද ඒ හා සම්බන්ධ අවාසි සහ භාවිතයේ දී පැනවෙන සීමාවන් ද පවතී. මෙම ඇසුරුම් වරක් විවෘත කළ පසු හෝ ඇසුරුමෙන් වායු කාන්දු වීමක් වුවහොත් MAPහි ක්‍රියාකාරිත්වය නැතිවී යන බැවින් එහි අඩංගු ආහාරය නරක් වීමට හෝ පරිභෝජනයට නුසුදුසු වීමට ඉඩ ඇත. MAP ආහාර ඇසුරුම්වල ක්‍රියාකාරිත්වය සහ කාර්යක්ෂ්මතාව‍ය පවත්වා ගැනීමට විශේෂිත උෂ්ණත්ව පාලන පද්ධතීන් අවශ්‍ය වේ. එසේ නොමැති වුවහොත් නිර්වායු බැක්ටීරියා ආහාරය තුළ ජනනය වීමට හා ඔවුන් නිපදවන විෂ ආහාර වලට එකතු වීමට අවකාශයක් පවතී. එබැවින් මෙය ආහාර ආරක්ෂිතතාවය පිළිබඳ ගැටළුවකට හේතුවක් විය හැකියි. මෙම තාක්ෂණය ක්‍රියාවට නැංවීමේ දී සුවිශේෂී පුහුණුවකින් යුත් ආහාර හසුරුවන්නන් (food handlers) යොදාගත යුතු වේ. එමෙන්ම MAP ක්‍රියාවලිය සඳහා සංකීර්ණ යන්ත්‍රෝපකරණ භාවිතා කිරීම සිදුවන බැවින් මූලික වියදම අධික වේ. මෙයට හේතු වන්නේ වෙනස් ආහාර වර්ග සඳහා එකිනෙකට වෙනස් වායූන් සහ වායු සංයුතීන් යොදාගැනීමට සිදුවීමයි. MAP ඇසුරුම් වෙනත් ආහාර ඇසුරුම් හා සසඳා බැලීයමේ දී වැඩි පරිමාවකින් යුක්තයි. එහෙයින් ප්‍රවාහනය සඳහා වැඩි ඉඩ ප්‍රමාණයක් අවශ්‍ය වන අතර ඒ සඳහා ද සාපේක්ෂව වැඩි වියදමක් දැරීමට සිදු වේ.
මෙම තාක්ෂණය උපයෝගී කර ගැනීමේ දී ඇතැම් අපහසුතා ඇති වුවද ඒවා මග හරවා ගනිමින්, ආහාර නිෂ්පාදන ක්ෂේත්‍රයේ උන්නතිය සඳහා මෙවැනි තාක්ෂණයන් යොදාගැනීම ඉතා වැදගත් වේ. නිදසුනක් ලෙස, දියුණු වෙමින් පවතින ශ්‍රී ලංකාව වැනි රටවල පසු අස්වනු හානිවීම් (postharvest losses) ප්‍රමාණය යම්තාක් දුරකට අඩු කරගැනීම සඳහා මෙම තාක්ෂණය යොදාගත හැකිය. ශ්‍රී ලංකාවේ පසු අස්වනු හානිවීම් ප්‍රමාණය සැලකි යුතු තරම් ඉහළ ප්‍රතිශතයක් ගන්නා අතර ඇස්තමේන්තු ගතකිරීම් වලට අනුව එය මුළු ආහාර සැපයුමෙන් 40%ක් පමණ වේ. MAP වැනි සුදුසු තාක්ෂණික ක්‍රම යොදාගනිමින්, ආහාර සැපයුම් දාමයේ විවිධ අවස්ථා වලදී සිදුවන මෙවැනි හානි වීම් විධිමත්ව පාලනය කළ හැකි අතර (ආහාරයෙන් ජලය පිටවීම අඩු කිරීම මඟින් සහ එය පරිභෝජනයට ගත හැකි කාලය වැඩි කිරීම මඟින්) ආහාර අපතේ යාම ද අවම කරගත හැකි ය.
Modified Atmosphere Packaging
You may have heard of different packaging techniques used in food industry. But, have you ever heard about a packaging technique which can prolong the shelf life of a food, just by changing (or modifying) the gas composition inside its package? Modified Atmosphere Packaging, or in short MAP is one of such packaging techniques which has revolutionized the global food packaging sector.
Composition of the mixture of gases used in a modified atmosphere package is different from the ambient atmospheric air composition. It usually consists of comparatively, a very low oxygen content and a larger proportion of other gases like Nitrogen and Carbon dioxide. Container or the film of the package is made from packaging materials like Poly Vinyl Chloride (PVC), Polyester (PET), Phenol Formaldehyde Resins (PF), Nylon, etc. These gases, their ratios and packaging materials are selected according to the nature and the intended use of the food product.
There are two types of MAP; Active and Passive. In Active Modified Atmosphere Packaging, a machine, vacuums out all of the air inside the package and then inserts the desired gas combination. Passive Modified Atmosphere Packaging enables the desired atmosphere to be developed eventually inside the package, as a result of the respiration of the food items (fruits and vegetables) and the transfer of the gases through the package film depending on its permeability to different gases.
MAP is primarily applied to fresh or minimally processed food that are still undergoing respiration. Such food items include fresh and fresh – cut fruits and vegetables, baked products, coffee and tea, dairy products, processed meat, seafood and dehydrated food. This technology is also used for the packaging of nuts, snack food, pasta and ready - to - eat food.
Due to the low oxygen content inside the modified atmosphere package, respiration rate and the metabolic activity of food items are decreased. Specially, ripening, softening, compositional changes and decaying of fresh produce can be minimized. Furthermore, oxidative reactions which cause spoilage, discolouration, off - flavours and changes in texture are reduced or delayed, by the low - oxygen environment. Most importantly, growth of aerobic microorganisms which can cause spoilage is controlled by the anaerobic conditions inside the package. All these help the food packed using MAP, to be shelf-stable for a longer period, while enhancing product quality, freshness and adding worth to the product.
Besides extending the shelf life of the products, MAP technology provides many advantages. It is a low cost, easy to apply packaging scheme; therefore widely used in the food industry rather than other inconvenient packaging methods. Not only the food handlers, but also the consumers are benefitted from this. The packaging system is easy to handle and hence, convenient to the consumer. MAP allows long distance transportation of particular food products through increasing their shelf life. It even benefits the trade among countries and continents. On some occasions, MAP food products do not require chemical preservatives and stabilizers as further processing treatments, which enables food processors to introduce more natural, safe and minimally processed fresh products to the market. Due to its versatility, MAP can be applied for a wide range of food items as well.
Even though the MAP is a convenient and a beneficial packaging system, there are some disadvantages and limitations associated with it. Since these packages lose their functionality once opened, they cannot be reused. MAP products require special temperature control methods to maintain efficiency and the appropriate functionality. If not, anaerobic bacteria can be generated and their toxins might mix with the food and create safety risks. This system also needs specially trained food handlers and expensive, complex equipment because each package demands a different gas combination and packaging materials, depending on the nature of the food item packed. MAP products have more volume than other packed food products, therefore more space is needed during transportation. This may increase the cost of transportation.
Despite its limitations, it is always important to adapt these types of technologies and get the maximum use of them for the development of the food sector. For an example, MAP can be used as a solution to minimize post-harvest losses in developing countries like Sri Lanka. In Sri Lanka, post-harvest food losses are at a considerable amount. Approximately it is 40% of the total food supply. Proper packaging methods like MAP can effectively manage these losses (by minimizing water loss and microbial growth, extending shelf life) which occur in the various stages of the supply chain and minimize the food waste as well.
Written and Translation by -
Piumali Wijesekara, Methni Tennakoon
References :
V. A. Vaclavik and E. W. Christian, Essentials of food science, vol. 45, no. 11. 2008.
B. Kostas, R. Cary, and P. Eleni, “Utilization of Modified Atmosphere Packaging to Increase Shelf Life.”
S. Mangaraj, • Tridib, and K. Goswami, “Modified Atmosphere Packaging of Fruits and Vegetables for Extending Shelf-Life: A Review.” Accessed: Feb. 17, 2021. [Online]. Available: http://www.globalsciencebooks.info/Online/
P. J. Fellows, “Food processing technology: Principles and practice: Third edition,” Food Process. Technol. Princ. Pract. Third Ed., pp. 1–913, 2009, doi: 10.1533/9781845696344.
Postharvest Handling Practices and Treatment Methods for Tomato Handlers in Developing Countries: A Mini Review - https://www.hindawi.com/journals/aag/2016/6436945
Modified Atmosphere Packaging https://www.sciencedirect.com/topics/food- science/modified-atmosphere-packaging
Article 02 - ආහාර නිෂ්පාදන වලට අගය එකතු කිරීම "Value addition of foods"
ආහාර නිෂ්පාදන වලට අගය එකතු කිරීම
අගය එකතු කළ නිෂ්පාදන, නැතහොත් value added products යනු ශුද්ධ ලාභය (profitability) වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ගොවීන්ට භාවිතා කළ හැකි හොඳම උපාය මාර්ගයකි. අගය එකතු කළ නිෂ්පාදන නිපදවීම තුලින් නව වෙළඳපලවල් විවෘත කිරීමට , ගොවිපල සහ ගොවීන් කෙරෙහි මහජනතාවගෙන් හිමිවන ප්‍රශංසා සහ අගය වැඩි කිරීමට සහ අලෙවිකරණ කාලය දීර්ඝ කිරීමට හැකිවේ.
ආහාර නිෂ්පාදනවලට අගය එකතු කිරීම යනු කුමක්ද?
• උසස් තත්ත්වයේ, වටිනාකම වැඩිකරන ලද නිෂ්පාදිතයක් (end product) නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා නිෂ්පාදනයේ භෞතික තත්ත්වය හෝ ස්වරූපය වෙනස් කිරීම වේ. මීට උදාහරණ වශයෙන්, තිරිඟු ඇට, පිටි බවට පත්කිරීම හෝ ඇඹරීම, සහ ස්ට්‍රෝබෙරි, ජෑම් බවට පත් කිරීම දැක්විය හැක.
• ව්‍යාපාර සැලැස්මකට අනුව නිෂ්පාදිතයේ වටිනාකම වැඩි කරන අයුරින් නිෂ්පාදනය කිරීම. (උදා: කාබනිකව නිපදවන වන ලද නිෂ්පාදන)
• කෘෂිකාර්මික භාණ්ඩයක් හෝ කෘෂි නිෂ්පාදනයක් භෞතිකව වෙන් කිරීම, එම භාණ්ඩයේ හෝ නිෂ්පාදනයේ වටිනාකම වැඩි කිරීමට හේතුවේ. (උදා: අනන්‍යතාවය ආරක්ෂා කළ අලෙවිකරණ පද්ධතියක්).
සරලවම කිවහොත්, නිෂ්පාදන වලට අගය එකතු කිරීමේ ක්‍රියාවලියේදී සිදුවන්නේ පාරිභෝගිකයින්ගේ අවශ්‍යතා හඳුනාගනිමින්, එම අවශ්‍යතා ඔවුන්ට අවශ්‍ය ආකාරයට, අවශ්‍ය විටදී සපුරාලීමයි. මේ අනුව, ආහාර නිෂ්පාදනවලට අගය එකතු කිරීම මඟින් ඉහළ ගුණාත්මකභාවයක් ඇති, ප්‍රමිතීන්ට අනුකූලව සකසන ලද හා පරිභෝජනයට ආරක්ෂිත වන පෝෂක වලින් පොහොසත් නිෂ්පාදන වෙළඳපොළට සැපයෙනු ඇත. සමහර අවස්ථා වලදී අගය එකතු කිරීම, සම්පූර්ණයෙන්ම වාණිජමය වාසි සඳහා කළ හැකි අතර එමෙන්ම එය ආහාර නිෂ්පාදනයේ පෝෂණ ගුණය වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා ද සිදුකළ හැකිය.
ලොව පුරා බොහෝ රටවල ආහාර සැකසුම් කර්මාන්ත මඟින් value addition ක්‍රියාවලිය ඔස්සේ, භාවිතයට ගත හැකි අතුරු නිෂ්පාදන (by products) විශාල ප්‍රමාණයක් ජනනය කරයි. මෙම අතුරු නිෂ්පාදන වල භාවිතයේ අඩුවක් ඇති අතර සැලකිය යුතු පාරිසරික දූෂණයක් ඇති කරයි. පලතුරු, එළවළු ආදියෙහි අතුරු නිෂ්පාදන, වාණිජමය වශයෙන් අගය එකතු කිරීමේ ක්‍රියාවලිය සඳහා භාවිතා කළ හැකිය. පැසීමේ ක්‍රියාවලියට ලක් කල ආහාර ද (fermented foods), අගය එකතු කළ ආහාර නිෂ්පාදන වේ. මේ අයුරින් value added food products නිෂ්පාදනයේදී, අදාල නීති සහ රෙගුලාසි අනුගමනය කරමින් නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලීන්ගේ නිරත වීම ඉතා වැදගත් වේ.
ආහාර සඳහා අගය එකතු කිරීම ක්‍රම කිහිපයක් අනුගමනය කිරීමෙන් කළ හැකිය. ඒවායින් සමහරක් පහත පරිදි වේ,
1. Food fortification
ලෝක සෞඛ්‍ය සංවිධානය (WHO) සහ එක්සත් ජාතීන්ගේ ආහාර හා කෘෂිකර්ම සංවිධානය (FAO) විසින් අර්ථ දක්වා ඇති පරිදි, ශක්තිමත් කිරීම (fortification) යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ “අත්‍යවශ්‍ය ක්ෂුද්ර පෝෂක (micronutrients), එනම් විටමින් සහ ඛනිජ ලවණ (කුඩා ප්‍රමාණ වලින් අන්තර්ගත මූලද්‍රව්‍යද ඇතුළුව) අන්තර්ගතය හිතාමතාම වැඩි කිරීමෙන්, ආහාර සැකසීමට පෙර පෝෂ්‍ය පදාර්ථ මුලින් තිබුනේ ද නැද්ද යන්න නොසලකා, ආහාර සැපයුමේ පෝෂණ ගුණය වැඩි දියුණු කිරීම සහ සෞඛ්‍යයට අවම අවදානමක් සහිත මහජන සෞඛ්‍ය ප්‍රතිලාභයක් ලබා දීමයි. "
Food fortification කිරීමේ ප්‍රධාන ක්‍රම හතරක් තිබේ.
• Bio-fortification
පෝෂණ අගය වැඩි කිරීම සඳහා බෝග වගා කිරීම මෙයට ඇතුලත් වන අතර, මේ සඳහා සාම්ප්‍රදායික වරණීය අභිජනන (conventional selective breeding), සහ නවීන ජාන වෙනස් කිරීම (modern genetic modification) යන ක්‍රමදෙකම ඇතුළත් විය හැකිය.
• Synthetic biology
එනම් ආහාර වලට හිතකර බැක්ටීරියා එකතු කිරීම
• commercial and industrial fortification
උදා: පිටි, සහල්, තෙල් (පොදු ඉවුම් පිහුම් ආහාර)
• Home fortification
උදා: vitamin D drops එකතු කිරීම
Food fortification සඳහා උදාහරණ කිහිපයක් ලෙස, අයඩීකරණය කරන ලද ලුණු (iodized salt),රන් සහල් (golden rice) , හා ෆෝලික් අම්ලය (folic acid), Niacin, විටමින් D, ෆ්ලෝරයිඩ්, ආදිය එක් කල ආහාර දැක්විය හැකිය.
2. Food Enrichment
මෙයින් අර්ථ දැක්වෙන්නේ fortification යන පදයට සමාන අරුතක් වන අතර එමඟින් සැකසීමේ ක්‍රියාවලියේදී ඉවත්වන ක්ෂුද්ර පෝෂක (micronutrients) ආහාරයට එකතු කිරීම අදහස් කරයි.
සුදු පාන් (white bread) නිෂ්පාදනයේදී bleach කිරීමේ ක්‍රියාවලියේදී ක්ෂය වන ඇතැම් විටමින් වර්ග නිෂ්පාදනයට එකතු කිරීම, food enrichment කිරීම සඳහා පොදු උදාහරණයකි.
3. Packaging
මෙය වැදගත් තාක්ෂණික ගැටළුවක් වන අතර එය සැකසූ නිෂ්පාදනවල ගුණාත්මකභාවය ආරක්ෂා කිරීම, ආයු කාලය (shelf life) දීර්ඝ කිරීම සහ බෙදා හැරීමට පහසුකම් සැලසීම යන ක්‍රියාවන් සඳහා ප්‍රධාන ලෙස බලපාන අතරම අලෙවිකරණය වැඩි දියුණු කිරීමටද ප්‍රධාන කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. ඇසුරුම්කරණය ආහාර නිෂ්පාදනවලට කිසිදු අගය එකතු කිරීමක් ඍජුව ලබා නොදුනද, එමඟින් නිෂ්පාදනවල පවත්නා ගුණාත්මකභාවය ආරක්ෂා කිරීමක් සිදු කරයි.
4. Innovation
කෘෂි ආහාර සකසන්නන් විසින් ලාභදායීතාවය සහ තරඟකාරිත්වය වැනි වේගයෙන් වෙනස් වන කරුණු හඳුනාගත යුතුය. එහිදී ලාභදායීතාවය සහ තරඟකාරිත්වය නව්‍ය නිෂ්පාදන නිපදවීමට ඇති හැකියාව මත රඳා පවතින අතර වෙළඳපල අවශ්‍යතාවන්ට අනුකූලව නිෂ්පාදන නිපදවීම සඳහා සුදුසු තාක්ෂණික ක්‍රියාවලීන් අනුගමනය කරයි. නවෝත්පාදනයන් (innovations) තුළින් ලාභදායී හා වඩා කාර්යක්ෂම තාක්ෂණයන් හඳුන්වාදෙනු ලැබේ. එමඟින් පාරිභෝගික මනාපයන්හි වෙනස්කම් වලට හැඩගැසීමට, ආයු කාලය (shelf life) වැඩි දියුණු කිරීමට, පසු අස්වනු පාඩු (post-harvest losses) අවම කිරීමට සහ නිෂ්පාදනවල ගුණාත්මකභාවය සහ ආරක්ෂාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා නව හෝ නවීකරණය කරන ලද නිෂ්පාදන හඳුන්වා දෙනු ලැබේ.
5. Organic foods
කාබනික ආහාරවල පෝෂක අන්තර්ගතය ඉතා ඉහළය. කාබනික ආහාර දේශීය නිෂ්පාදනයන් වන අතර දේශීය බෝග පිළිබඳ මූලික දැනුම භාවිතයෙන් ඉතා හොඳින් සැකසීමේ ක්‍රියාවලිය සිදුකල හැකිය.
6.Preservation (පරිරක්ෂණය)
සමහර කල් තබා ගැනීමේ ද්‍රව්‍ය (preservatives), ආහාරවල පෝෂක මට්ටම පවත්වා ගැනීමට ද දායක වේ. එළවළු අස්වැන්න නෙලීමෙන් පසු ඒවායේ පෝෂණ ගුණය නැති වීමට පටන් ගනී. ශීත කිරීම (freezing) හෝ ටින් කිරීම මඟින් (canning) ආහාර ද්‍රව්‍යවල ඇති සමහර පෝෂ්‍ය පදාර්ථ පරිරක්ෂණය කළ හැකිය.
අගය එකතු කළ ආහාර (value added food products) නිෂ්පාදන කරන්නේ කෙසේද යන්නට උදාහරණ කිහිපයක් නම්: බෙරි වලින් ජෑම් හෝ ජෙලි සෑදීම, පහසුවෙන් පිසීමට එළවළු කිහිපයක් කපා ඇසුරුම් කිරීම, සලාද කොළ සහ තක්කාලි අඩංගු කළ විශේෂ සැන්විචස් සෑදීම.
එසේම පාන්, කේක්, සෝස් හෝ වෙනත් සැකසූ ආහාර ද ඇතුළත් විය හැකිය.
වෙළදපොළ පාරිභෝගිකයන් “කෑමට සූදානම්” (Ready to eat) හෝ “පිසීමට සූදානම්” (ready to cook) ආහාර මිලදී ගැනීමට වැඩි නැඹුරුතාවයක් දක්වන කාලවකවානුවකදී , ආහාර තාක්ෂණයේ මෙවන් භාවිත තුලින් පාරිභෝගිකයින්ගේ ආහාර අවශ්‍යතා වඩාත් ඵලදායී ආකාරයට සපුරාලීමට ආහාර සැකසුම් කර්මාන්තයේ නියැලෙන්නන්ට හැකි වනු ඇත.
Value addition of food products
Value-added products are one of the best strategies which can be employed to improve net profitability. Value-added products can open new markets, enhance the public's appreciation for the farm, and extend the marketing season.
What is value addition of food products?
•A change in the physical state or form of the product to produce a high-quality end product. (Eg: milling wheat into flour or making strawberries into jam).
•The production of a product in a manner that enhances its value, as demonstrated through a business plan (such as organically produced products).
•The physical segregation of an agricultural commodity or product in a manner that results in the enhancement of the value of that commodity or product (such as an identity preserved marketing system).
In simple words, value addition is figuring out what consumers want, when they want it, and where they want it, then make it and provide it to them. Thus, value addition in food products will result in nutrient rich products which have a higher degree of quality, meet the standards set by different authorities and are safer for consumption. Sometimes, value addition can be done for commercial gains whereas sometimes it can be done for nutrient augmentation of the food product.
Food processing industries in many of the countries across the world generate huge quantity of by-products that can be put into use by value addition. These by-products are minimally used and create considerable environmental pollution. The by-products of fruits, vegetables, etc. may be used for value addition adapting commercially viable approaches. Fermented foods are value added foods that could be developed using novel starters. It is also important to consider the regulatory aspects of foods whenever the foods are preserved by value addition.
Value addition to foods can be done by several methods. Some of them are as follows,
1.Food Fortification
As defined by the World Health Organization (WHO) and the Food and Agricultural Organization of the United Nations (FAO), fortification refers to "the practice of deliberately increasing the content of an essential micronutrient, i.e. vitamins and minerals (including trace elements) in a food irrespective of whether the nutrients were originally in the food before processing or not, so as to improve the nutritional quality of the food supply and to provide a public health benefit with minimal risk to health,"
There are four main methods of food fortification.
•Bio-fortification
(i.e. breeding crops to increase their nutritional value, which can include both conventional selective breeding, and modern genetic modification.)
•Synthetic biology
(i.e. addition of pro-biotic bacteria to foods.)
•Commercial and industrial fortification
[i.e. flour, rice, oils (common cooking foods)]
•Home fortification
(eg. Addition of vitamin D drops)
Some examples of food fortification are Iodized Salts,Golden Rice, Addition of Folic Acid, Niacin, Vitamin D, Fluoride into food.
2. Food Enrichment
Enrichment is defined as "synonymous with fortification and refers to the addition of micronutrients to a food which are lost during processing."Adding certain vitamins to white bread to make up for the vitamins that deplete during the bleaching process is a common example for food enrichment.
3. Packaging
This is an important technological issue which plays a key role in preserving the quality of processed products, extending shelf life, and facilitating distribution, while enhancing presentation and marketability. Although packaging does not directly yield any value addition in the food products, it acts as the preserver of the existing quality of the products.
4. Innovation
Agri-food processors have to recognize the rapidly changing factors such as profitability and competitiveness which depend on their ability to develop innovative products and adopt appropriate technological processes to produce products in line with market requirements. Through innovation, cheaper and more efficient technologies are developed, while new or modified products are introduced to adjust to changes in consumer preferences, improve shelf life, reduce post-harvest losses, and enhance product quality and safety.
5. Organic Food
Since the nutrient content of the organic food is very high, the organic food production can increase the national capacity. The organic food are native and can be processed very well by the basic knowledge on the native crops.
6. Preservation
Some of the preservatives also maintain nutrient level in the food. After fruits and vegetables are harvested, they begin to lose their nutritional quality. Freezing or canning can conserve some nutrients in the food items.
Few examples of how to make value-added food products include: making jam or jelly out of the berries, cutting up and packaging some of vegetables for easy cooking, making special sandwiches that have the lettuce and tomatoes.
These can also include breads, cakes, sauces, or other processed foods.
At a time where consumers tend to purchase more “ready to eat“ or “ready to cook” food while farmers generally produce and market raw agricultural commodities, such use of food technology will enable the food processing industry to meet the food needs of consumers in a more effective manner.
Article written by - Chathubhani Hettiarachchi
Translation by - Lumbini Wijesooriya
References;
1. https://nesfp.nutrition.tufts.edu/sites/default/files/uploads/pl_value_added.pdf
2. http://www.fao.org/3/AD379E/AD379E01.htm
Article 01 - එළවළු පලතුරු වලට යොදන මොනවාද මේ Edible Coating? "Edible coatings for fresh cut fruits and vegetables"
වත්මන් වෙළඳපොළෙහි පාරිභෝගිකයන් අතර, නැවුම්, කපන ලද පලතුරු සහ එළවළු (fresh cut fruits and vegetables) සඳහා ඉහළ ඉල්ලුමක් පවතින අතර ඔවුන්ගේ දෛනික ආහාර වේලෙහි අත්‍යවශ්‍ය සංඝටකයක් බවටද මේවා පත්ව ඇත. අවම වශයෙන් සැකසූ ආහාර ( minimally processed foods ) පෝෂණ ගුණයෙන් අනූන වුවත් ඒවා ඉක්මනින් නරක් වන සුළු ( perishable ) ස්වභාවයක් ගනී. මෙම නරක් වන සුළු ස්වභාවය නිසා පලතුරු හා එළවළු වලට කෙටි ආයු කාලයක් ( shelf life ) පවතින අතර පොතුගැසීම (peeling), කැපීම (cutting), තීරු කිරීම (shredding) වැනි සැකසුම් කිරීම් වලදී පලතුරු හා එළවළු පටක වලට හානි වීමක් සිදු වේ. නැවුම් පලතුරු හා එළවළු වල ගුණාත්මකභාවයට සහ ප්‍රමාණයට විශාල වශයෙන්ම හානි වීමක් සිදු වන්නේ ඒවායේ අස්වනු නෙලීම සහ පරිභෝජනය අතරතුර කාලයේදීයි.මෙම කාල පරිච්ඡේදය තුළදී, O2, CO2 වැනි වායුගෝලීය සංයුතිය, එතිලීන් අනුපාත (ethylene composition), උෂ්ණත්වය සහ ආතති සාධක (stress factors) බාහිරව බලපාන අතර, විශේෂය (species) , වගා ප්‍රභේදය (cultivar) සහ එහි වර්ධන අවධිය (growth stage)වැනි සාධක අභ්‍යන්තරව බලපායි. පළතුරු හෝ එළවළු සැකසීමේදී, ඒවායේ උච්චර්මය/පිට සිවිය (cuticle) ඉවත් වීම නිසා සෛල බිත්ති බිඳවැටීම හේතුවෙන්, පෝෂ්‍ය පදාර්ථ, අයන සහ අනෙකුත් සෛලීය සංඝටක මුදා හැරීම, එන්සයිම ප්‍රතික්‍රියා වේගවත් වීම, ක්ෂුද්‍රජීවී වර්ධන වේගය වැඩි වීම, වර්ණය වෙනස් වීම, වයනය වෙනස් වීම (textural changes) සහ බර අඩු වීමද සිදු වේ.එබැවින් පලතුරු හා එළවළු පරීරක්ෂණය (preservation) කිරීම විශාල අභියෝගයකි. මෙම ගැටළුවට ඵලදායි පිළියමක් වශයෙන්, නව්‍ය පරීරක්ෂණ ක්‍රමයක් වන, "ආහාරයට ගත හැකි ආලේපන" ("Edible coatings")මේ වන විට ලෝකය පුරා සුලභව භාවිතයට ගැනේ.
Edible coatings යනු ආරක්ෂිත, ආහාරයට ගත හැකි (edible) ද්‍රව්‍යවලින් සැදුම්ලත් තුනී ස්ථර වන අතර ඒවා මඟින් ආහාර සඳහා අතිරේක ආරක්ෂිත ආලේපනයක් ලබා දෙයි. සාමාන්‍යයෙන්, edible coatings ද්‍රව ස්වරූපයෙන් ඍජුවම ආහාර මතුපිට ආලේප කරනු ලබන්නේ නිෂ්පාදිතය(product) කාබෝහයිඩ්‍රේට්, ප්‍රෝටීන්, ලිපිඩ හෝ බහු සංරචක මිශ්‍රණයක (multi-component mixture) ද්‍රාවණයක ගිල්වීම මඟිනි. Edible coatings මඟින් අර්ධ පාරගම්‍ය බාධකයක් (semi permeable barrier) සපයන අතර එහි අරමුනු වන්නේ තෙතමනය හා ද්‍රාව්‍ය සංක්‍රමණය , ඔක්සිකාරක ප්‍රතික්‍රියා අනුපාතය, වායු හුවමාරුව සහ ශ්වසනය යන ක්‍රියාවලීන් අවම කිරීම සහ නැවුම් කපන ලද පලතුරු වල වර්ණ වෙනස්වීම් වැනි භෞතික විද්‍යාත්මක වෙනස්කම් (physiological disorders) අවම කිරීම මඟින් ආයු කාලය (shelf life) දීර්ඝ කිරීමයි. මේවා බොහෝ දුරට රසයක් රහිත, වර්ණයක් රහිත, ගන්ධයක් රහිත වන අතර ඒවාට හොඳ යාන්ත්‍රික ගුණ (mechanical properties) තිබිය යුතුය.
Edible coatings ඕනෑම පලතුරක් හෝ එළවළුවක් මත ආලේප කළ නොහැකිය. එය ඉතා වැදගත් කරුණකි. Edible coatings සම්පූර්ණ හෝ නැවුම් කපන ලද පලතුරු සහ එළවළු මත ආලේප කරනු ලැබේ. ආලේප කල හැකි පලතුරු සහ එළවළු;
පලතුරු: දොඩම්, ඇපල්, මිදි, චෙරි, පැපොල්, ලෙමන්, ස්ට්‍රෝබෙරි, අඹ, පීච් යනාදිය සහ නැවුම් කපන ලද ඇපල්, නැවුම් කපන ලද පීච්, නැවුම් කපන ලද පෙයාර් යනාදිය.
එළවළු: මාළු මිරිස්, cucumber, තක්කාලි, cantaloupe සහ අවම වශයෙන් සැකසූ කැරට්, නැවුම් කපන ලද අර්තාපල්, නැවුම් කපන ලද ගෝවා, නැවුම් කපන ලද තක්කාලි පෙති, නැවුම් කපන ලද ළූණු, සලාද කොළ.
පලතුරු සහ එළවළු මත edible coatings ආලේප කිරීම සඳහා විවිධ ක්‍රම භාවිතා කරයි. ගිල්වීම (dipping) ,මැදීම (brushing), ඉසීම (spraying), නිස්සාරණය (extrusion) සහ ද්‍රාව්‍ය වාත්තු කිරීම (solvent casting) ඒ අතුරින් ක්‍රම කිහිපයකි.
සීමා (restrictions) රහිතව ආලේපනය සඳහා අනුමත කර ඇති ඕනෑම Generally Recognized As Safe (GRAS) ද්‍රව්‍යයක් FDA(Food and Drug Administration) විසින් “ආහාරයට ගතහැකි” ("edible")ලෙස සලකනු ලැබේ. පොලිසැකරයිඩ, ප්‍රෝටීන, ලිපිඩ සහ සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය (composite) edible coatings සෑදිම සඳහා භාවිතා කරනු ලබයි.
Edible coatings වල ප්‍රධානම වැදගත්කමක් වන්නේ ප්‍රති-ක්ෂුද්ර ජීවී සංයෝග (antimicrobials), ප්‍රතිඔක්සිකාරක (antioxidants), වයනය වැඩි දියුණු කරන ද්‍රව්‍යයන්(textural enhancers) සහ පෝෂ්‍ය පදාර්ථ (nutraceuticals) වැනි ආකලන ද්‍රව්‍යයන් (additives) පොලිමර් වලට (polymer matrix) ඇතුළත් කිරීම සඳහා ඒවාට පවතින හැකියාවයි. එමඟින් නැවුම් පලතුරු හා එළවළු වල ආරක්ෂිත බව, පෝෂ්‍යදායී බව හා සංවේදී ගුණාංග (sensory attributes) (රසය, සුවඳ සහ වර්ණය) වැඩි කිරීම මඟින් ඒවායේ ගුණාත්මකභාවය(quality) සහ ආයු කාලය (shelf life) ඉහල නැංවීම සිදු වේ.
ප්‍රති-ක්ෂුද්ර ජීවී සංයෝග ආහාරයට ඇතුළත් කිරීම සඳහා edible coatings භාවිතා කිරීම, නැවුම් කපන ලද නිෂ්පාදනවල ආරක්ෂිත බව(safety) වැඩි දියුණු කළ හැකි ක්‍රමයක් වන අතර නැවුම් කපන ලද පලතුරු වල ක්ෂුද්‍රජීවී ස්ථායිතාව (microbial stability) වැඩි කිරීම සඳහා පසු අස්වනු (postharvest) සැකසීමේදී ප්‍රති-ක්ෂුද්ර ජීවී කාරක භාවිතා කිරීම අත්‍යවශ්‍ය වේ.ආහාර සැකසීමේදී සිදු වන කැපීම (cutting), පෙති ගැසීම (slicing) වැනි යාන්ත්‍රික මෙහෙයුම් වලින් පසු නැවුම් කපන ලද පලතුරු හා එළවළු වල වර්ණය හා පෙනුම නුසුදුසු ලෙස වෙනස් විය හැකිය. ඒවා ඔක්සිකරණය (oxidation) සහ එන්සයිමීය දුඹුරු පැහැ වීම (enzymatic browning) හේතුවෙන් දුර්වර්ණ වීම (discoloration) සිදු වේ. පලතුරු වල එන්සයිමීය දුඹුරු පැහැ වීම වළක්වා ගැනීම සඳහා edible coatings වලට ඇතුළත් කිරීමට ascorbic acid වඩාත් සුලභව භාවිතා කරයි. නැවුම් කපන ලද පලතුරු සහ එළවළු ගබඩා කිරීමේදී මෘදු වීම (softening) අවම කිරීම සඳහා වයනය වැඩි දියුණු කරන ද්‍රව්‍ය (textural enhancers) edible coatings වලට ඇතුළත් කළ හැකිය. Chitosan (1%) ආලේපන සංයුතියට කැල්සියම් ග්ලූකෝනේට් (calcium gluconate) එක් කිරීම, ශීතකරණ තුල ගබඩා කිරීමේදී ස්ට්‍රෝබෙරි වල දැඩි බව (firmness) වැඩි කිරීමට හේතු වේ. ඛනිජ, විටමින් සහ මේද අම්ල වැනි පෝෂ්‍ය පදාර්ථ ද edible coatings සැකසුම් තුලට ඇතුළත් කළ හැකි අතර ක්ෂුද්ර පෝෂක (micronutrients) අඩු සමහර පලතුරු හා එළවළු වල පෝෂණ අගය වැඩි කිරීම සඳහා ඒවා උපකාරී වේ.
Edible coatings භාවිතා කිරීමේ වාසි මෙන්ම අවාසිද ඇත.
නැවුම් පලතුරු හා එළවළු මත ආලේප කරන edible coatings මඟින් පලතුරු හෝ එළවළු වල අභ්‍යන්තර වායුගෝලීය සංයුතිය වෙනස් කිරීම සහ පාලනය කිරීම තුළින්, නවීකරණය කරන ලද වායුගෝලීය ගබඩා කිරීම (modified atmosphere storage) සඳහා විකල්පයක් ලබා දිය හැකිය. තවද, edible coatings වල තවත් වැදගත් වාසියක් වන්නේ කෘතිම ඇසුරුම් අපද්‍රව්‍ය අඩු කිරීමයි. මන්ද යත්, මෙම ආලේපන ජෛව හායනයට ලක්විය හැකි (biodegradable) අමුද්‍රව්‍ය වලින් සමන්විත වන බැවිනි.
මෙම edible coatings වල අවාසිදායක බලපෑම්ද ඇත. මේවායින් සමහරක් මෙලෙස පෙන්වාදිය හැකිය.
ඝන ආලේපන නිසා ශ්වසන වායු හුවමාරුව සීමා විය හැකි අතර එමඟින් නිෂ්පාදනයේ ඉහළ එතනෝල් ප්‍රමාණයක් එක් රැස් වීමෙන් රසය වෙනස් වීමක් සිදු වේ.
Edible coatings වල හොඳ වායු බාධක (gas barrier) ගුණ ඇති අතර එය නිර්වායු ශ්වසනය ඇති කරයි. මෙමඟින් පලතුරු සහ එළවළු සාමාන්‍ය ඉදීමේ(ripening) ක්‍රියාවලිය ට බාධා ඇති වේ.
සමහර edible coatings ජලාකර්ෂක (hygroscopic) ස්වභාවයක් ගන්නා අතර එය ක්ෂුද්‍රජීවී වර්ධනය වැඩි කිරීමට හේතු වේ.
බොහෝ edible coatings අසාත්මිකතා ඇති කළ හැකි අමුද්‍රව්‍ය වලින් සාදා ඇත.(කිරි, සෝයා බෝංචි, මාළු, රටකජු, ඇට වර්ග සහ තිරිඟු)
නමුත්, මෙම edible coatings වල සංයුතිය වෙනස් කිරීමට සහ ගුණාංග වැඩි දියුණු කිරීමට food grade additives එකතු කිරීමෙන් එම අවාසිදායක තත්වයන් මඟහරවා ගත හැකිය.
නැවුම්, කපන ලද පලතුරු සහ එළවළු සඳහා edible coatings භාවිතා කිරීම පරිසර හිතකාමී මෙන්ම ආරක්ෂිත තාක්ෂණයකි.පසුගිය දශක දෙක තුළදී, ආයු කාලය (shelf life) දීර්ඝ කිරීමට සහ නැවුම් නිෂ්පාදනවල ගුණාත්මකභාවය (quality) වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා edible coatings භාවිතා කිරීමේ ප්‍රවණතාවක් දැකිය හැකිය.එමෙන්ම මෙම තාක්ෂණයේ නව පරම්පරාවක්ද සංවර්ධනය වෙමින් පවතී. මෑතකදී, herbal edible coatings සහ ආහාරවල පෝෂක ගුණය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා නැනෝ තාක්ෂණය භාවිතා කිරීම වැනි නව සංකල්ප හඳුන්වා දී ඇත.
Edible coatings for fresh cut fruits and vegetables
Fresh cut fruits and vegetables are highly demanded by consumers in the present and have become essential constituents of their daily diet. Minimally processed foods are high in nutritional value, but they are highly perishable. Fruits and vegetables have a short shelf life due to this perishable nature and during minimal processing operations such as peeling, cutting, shredding, coring, etc., the integrity of fruit and vegetable tissues is altered. Major losses in quality and quantity of fresh fruits and vegetables occur between harvesting and consumption. In this period, atmospheric composition such as O2, CO2, ethylene ratios, temperature, and the stress factors affect externally and the factors like species, cultivar, and its growth stage affect internally. Once the cuticle of the fruit or vegetable is removed from the surface or altered the size, a release of nutrients, ions and other cellular components, acceleration of enzymatic reactions, increase in the rate of microbial growth, color change, texture change and weight losses can take place due to cell wall breakdown during processing. Therefore, preservation of fruits and vegetables is a big challenge. In this sense, edible coatings have emerged as a new, effective method of preservation and an alternative to settle these problems.
Edible coatings are thin layers of protective edible material and they can provide an additional protective coating to food. Edible coatings are applied in liquid form directly on the food surface, generally by immersion of the product in a solution containing carbohydrate, protein, lipid, or a multi-component mixture. A semi permeable barrier is provided in edible coating and it is aimed to extend shelf life by decreasing moisture and solute migration, oxidative reaction rates ,gas exchange and respiration as well as to reduce physiological disorders like color changes on fresh cut fruits. These are mostly tasteless, colorless, odourless and they should have good mechanical properties.
Edible coatings cannot be applied on any fruit or vegetable. It is an important fact. Edible Coatings are applied on some whole and fresh-cut fruits and vegetables. Fruits and vegetables that can be coated include;
Fruits: Orange, Apple, Grapefruit, Cherry, Papaya, Lemon, Strawberry, Mango, Peach etc. and fresh-cut Apple, fresh-cut Peach, fresh-cut Pear etc.
Vegetables: Capsicum, Cucumber, Tomato, Cantaloupe and minimally processed Carrot, fresh-cut Potato, fresh-cut Cabbage, fresh-cut Tomato slices, fresh-cut Onion, Lettuce.
Different methods are used to apply edible coatings on fruits and vegetables. Dipping, brushing, spraying, extrusion, and solvent casting are some methods.
Any Generally Recognized As Safe (GRAS) materials that are approved for use in coatings without restriction are considered by the FDA to be “edible.” Edible coatings may be composed of polysaccharides, proteins, lipids, and composites.
One of the precious functions of edible coatings is their ability of incorporating several additives such as antimicrobials, antioxidants, texture enhancers and nutraceuticals into the polymer matrix, thus enhancing safety or even nutritional and sensory attributes (taste, aroma and colour). Different edible coatings (polysaccharides, proteins, lipids, and composite) can be used as carriers of food additives on fresh fruits and vegetables to maximize their quality and shelf life.
The use of edible coatings to incorporate antimicrobial compounds is a potential way to improve the safety of fresh cut produce and using antimicrobial agents during postharvest processing is essential to extend the microbial stability of fresh-cut fruits. The color and appearance of fresh cut fruits and vegetables can be changed undesirably after mechanical operations such as cutting, slicing during processing. Discoloration happens due to oxidation and enzymatic browning. Ascorbic acid is most extensively used to incorporate into edible coatings for avoiding enzymatic browning of fruit. Texture enhancers can be incorporated into edible coatings to minimize softening during storage of fresh-cut fruits and vegetables. Addition of calcium gluconate to the chitosan (1%) coating formulation increases the firmness of strawberries during refrigerated storage. Nutraceuticals such as minerals, vitamins, and fatty acids can also be incorporated into the formulation of edible coatings to enhance and fortify the nutritional value of some fruits and vegetables, which are low in micronutrients.
There are some advantages and disadvantages of using edible coatings.
Edible coatings on fresh fruits and vegetables can provide an alternative to modified atmosphere storage through modification and control of the internal atmosphere of the individual fruit or vegetable. Moreover, another important advantage of edible coating is the reduction of synthetic packaging waste because these coatings are composed of biodegradable raw material.
These coatings have their disadvantages too. Some of these are,
Thick coatings could restrict the respiratory gas exchange, causing the product to accumulate high levels of ethanol and to develop off-flavors.
Edible coatings have good gas barrier properties which causes anaerobic respiration, and due to this, the normal ripening process is disturbed in fruits and vegetables.
Some edible coatings are hygroscopic in nature, which helps to increase microbial growth.
Many edible coatings are made from ingredients that could cause allergic reactions (milk, soybeans, fish, peanuts, nuts, and wheat).
But these can be avoided by adding food grade additives to change their composition and improve properties of coatings, which when applied on produce, improve its quality.
The use of edible coatings for fresh cut fruits and vegetables represent an environment friendly and safe technology. Indeed, over the last two decades the use of edible coatings to prolong the shelf life and improve the quality of fresh products has been developed. A new generation of edible coating is under development. Recently new concepts have been introduced such as herbal edible coatings and using nanotechnology to enhance the nutritional aspects of foods.
Article by : Chathubhani Hettiarachchi
References :
Bai.J & Plotto.A, Coating for fresh fruits and vegetables (2012). In: edible coating and films to improve food quality, Edited by Jinhe Bai, CRC Press, pp. 186-248
Dhall, R. K. (2013). Advances in Edible Coatings for Fresh Fruits and Vegetables: A Review, Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 53:5, 435-450.
Raghav, P. K., Agarwal, N., Saini, M., Vidhyapeeth, J., & Vidhyapeeth, J. (2016). Edible Coating of Fruits and Vegetables: I Nternational Journal of Scientific and Modern Education,1:1,2455-5630.
Serrano, M., Martínez-Romero, D., Zapata, P., Guillén, F., Valverde, J., Díaz-Mula, H., Castillo, S., & Valero, D. (2015). Advances in Edible Coatings. in Advances in Postharvest Fruit and Vegetable Technology, Wills R.B.H. and Golding J. (Eds.) CRC Press: Boca Raton, FL, pp. 147–166.