a) पाश्चराइजेशन- 100^oC से कम

पाश्चराइजेशन एक ताप उपचार है जो भोजन में मौजूद सभी सूक्ष्मजीवों को नहीं बल्कि कुछ भाग को मारता है और तापमान 100⁰C से नीचे रखा जाता है। ताप भाप, गर्म पानी, शुष्क गर्मी या विद्युत धाराओं के माध्यम से दिया जाता है और ताप उपचार के तुरंत बाद उत्पादों को ठंडा कर दिया जाता है। यदि खराब होने से बचाना है तो बचे हुए सूक्ष्मजीवों को कम तापमान (या) किसी अन्य परिरक्षक विधि द्वारा बाधित किया जाता है।

पाश्चुरीकरण के पूरक के लिए उपयोग की जाने वाली परिरक्षक विधियों में शामिल हैं (1) प्रशीतन (दूध का) (2) आमतौर पर एक सीलबंद कंटेनर में उत्पाद की पैकेजिंग करके सूक्ष्मजीवों को बाहर रखना (3) अवायवीय स्थितियों में कंटेनरों को खाली कर, उन्हें वायुरोधी बनाए रखना (4) चीनी की उच्च सांद्रता को देना, जैसे कि मीठा गाढ़ा दूध और (5) रसायनिक परिरक्षकों को देना उदाहरण अचार में कार्बनिक अम्ल का उपयोग।

पाश्चराइजेशन के तरीके

a) HTST विधि – उच्च तापमान और कम समय (70⁰C से ऊपर)

b) LTHT विधि – कम तापमान और अधिक समय (या) होल्डिंग विधि (60-70⁰C)

c) अति-उच्च तापमान (UHT) पाश्चराइजेशन – इसे HST पाश्चराइजेशन या अति-पाश्चराइजेशन कहा जाता है, एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें दूध या अन्य डेयरी उत्पादों को थोड़े समय के लिए 280 डिग्री फ़ारेनहाइट (137.8 डिग्री  C) तक गर्म किया जाता है – केवल दो सेकंड – और फिर जल्दी से वापस ठंडा कर दिया जाता है।

UHT पाश्चराइजेशन के लाभ

1. UHT-पाश्चुरीकृत उत्पाद लंबे समय तक चलते हैं: UHT पाश्चुरीकरण किसी उत्पाद की शेल्फ-लाइफ को महीनों तक बढ़ा देता है, जिससे यह एक बेहद लागत प्रभावी विकल्प बन जाता है।
2. UHT-पाश्चुरीकृत उत्पादों में कम बैक्टीरिया होते हैं: UHT पास्चुरीकरण के दौरान आवश्यक उच्च गर्मी के परिणामस्वरूप दूध 99.9% तक बैक्टीरिया-मुक्त होता है।

UHT पाश्चराइजेशन के नुकसान

• अति उच्च तापमान पाश्चुरीकरण का सबसे बड़ा नुकसान दूध के स्वाद पर होता है। कि UHT-पाश्चुरीकृत दूध अत्यधिक पका हुआ, जला हुआ स्वाद प्रदर्शित करता है।

b) लगभग 100⁰C ताप पर

लगभग 100⁰C का तापमान एक तरल भोजन को उबालकर, भोजन के कंटेनर को उबलते पानी में डुबो कर या बहती भाप के संपर्क में लाकर प्राप्त किया जाता है। कुछ बहुत ही अम्लीय खाद्य पदार्थ, उदाहरण के लिए, सौरकूराट (sauerkraut) को 100⁰C से कुछ नीचे के तापमान पर पहले गरम किया जाता है, गर्म को पैक किया जाता है, और बाद में अधिक गर्मी से संसाधित करने की आवश्यकता नहीं होती है। फ्रीजिंग या सुखाने से पहले भी ताजी सब्जियों को ब्लांच करने में लगभग 100⁰C पर कुछ समय के लिए गर्म करना शामिल है।

c) निर्जमीकरण – 100⁰C से ऊपर

इस विधि में उच्च तापमान के कारण सभी सूक्ष्मजीव पूरी तरह से नष्ट हो जाते हैं। निर्जमीकरण के लिए आवश्यक समय और तापमान भोजन के प्रकार के अनुसार अलग-अलग होता हैं। 100⁰C से ऊपर का तापमान केवल प्रेशर कुकर और आटोक्लेव जैसे स्टीम प्रेशर स्टरलाइज़र का उपयोग करके ही प्राप्त किया जा सकता है।

फलों और टमाटर उत्पादों को 30 मिनट के लिए 100⁰C पर गर्म किया जाना चाहिए। ताकि उच्च अम्लता के प्रति संवेदनशील बीजाणु बनाने वाले जीवाणु पूरी तरह से मारे जा सकें। हरी मटर, भिंडी, बीन्स आदि जैसी सब्जियां क्षारीय होने और चीनी की तुलना में अधिक स्टार्च युक्त होने के कारण, बीजाणु बनाने वाले जीवों को मारने के लिए उच्च तापमान की आवश्यकता होती है। इसीलिए 30-90 मिनट के लिए लगातार 116⁰C पर गर्म करना उनके निर्जमीकरण के लिए आवश्यक है। उपयोग करने से पहले, खाली डिब्बे और बोतलों को भी लगभग 30 मिनट के लिए  उबलते पानी में डालकर निर्जमीकृत कर लेना चाहिए।

पाश्चराइजेशन और निर्जमीरण के बीच अंतर

पाश्चराइजेशन	निर्जमीरण (Sterilization)
1. सूक्ष्मजीव का आंशिक विनाश	सूक्ष्मजीव का पूर्ण विनाश
2. 1000C से नीचे तापमान	तापमान 1000C और उससे अधिक
3. आम तौर पर फलों के लिए इस्तेमाल किया जाता है	सब्जियों के लिए इस्तेमाल किया जाता है

 

(2) कम तापमान द्वारा परिरक्षण

कम तापमान माइक्रोबियल विकास और एंजाइम प्रतिक्रिया को रोकता है क्योंकि यह रासायनिक क्रियाओं को रोकता है। पर यह एक स्थायी विधि नहीं है क्योंकि कुछ सूक्ष्मजीवों का कम तापमान पर भी विकास हो सकता हैं।

a) प्रशीतन:

प्रशीतित (या) द्रुतशीतन (0 से 5⁰C)। द्रुतशीतन तापमान बर्फ या यांत्रिक प्रशीतन के माध्यम से बनाए रखा जाता है। अंडे, डेयरी उत्पाद, मीट, समुद्री खाद्य पदार्थ, सब्जी और फलों सहित अधिकांश खराब होने वाले खाद्य पदार्थों को उनकी मूल स्थिति से थोड़े बदलाव के साथ सीमित समय के लिए द्रुतशीतन भंडारण में रखा जा सकता है। खाद्य पदार्थों में एंजाइमेटिक और माइक्रोबियल परिवर्तनों को रोका तो नहीं जा सकता है, लेकिन काफी धीमा कर दिया जाता है।

फलों और सब्जियों को 2-7 दिनों तक स्टोर किया जा सकता है। कुछ कम खराब होने वाली फसलों, जैसे आलू, सेब आदि को एक वर्ष के लिए उचित वेंटिलेशन, स्वचालित नियंत्रित तापमान के साथ वाणिज्यिक शीत भंडारण में संग्रहीत किया जा सकता है।

b) हिमीकरण (Freezing):

हिमीकरण (-18 से -40⁰C)। जल के हिमांक से नीचे के तापमान पर, सूक्ष्मजीवों और एंजाइम गतिविधि की वृद्धि न्यूनतम तक कम हो जाती है। लेकिन, कभी-कभी एंजाइम 0⁰C से नीचे भी सक्रिय रहते हैं। ऐसे में हिमीकरण से पहले सब्जीयों की ‘ब्लांचिंग’ जरूरी है। अधिकांश खराब होने वाले खाद्य पदार्थों को कई महीनों तक परिरक्षित किया जा सकता है। इस विधि में फल, सब्जियां, जूस और मांसल खाद्य पदार्थ (मांस, मुर्गी, मछली और समुद्री खाद्य पदार्थ) को संरक्षित किया जा सकता है।

a) धीमी गति से जमाना: इस प्रकार में बर्फ बनने की दर बहुत धीमी होती है अर्थात 2 cm/h-l (जैसे, स्थिर वायु फ्रीजर और कोल्ड स्टोर)। धीमी गति से जमने से कुछ रोगाणु भी मर जाते हैं और बड़े बर्फ के क्रिस्टल बन जाते हैं जिससे कोशिकाओं को यांत्रिक क्षति होती है

b) त्वरित जमाना: बर्फ के अग्र भाग के बनने की दर बहुत तेज होती है अथार्त 5-100 cm/h-l (जैसे air blast and plate freezers, fluidized bed freezer, cryogenic freezer) इसी जल्दी जमने की स्थिति में, यह सभी रोगजनकों को मार देता है और अतिरिक्त या इंट्रासेल्युलर पानी में एकरूपता बनाए रखता है और छोटे बर्फ के क्रिस्टल बनाता है जिससे कोशिकाओं को कम नुकसान होता है और प्राकृतिक रस और स्वाद संरक्षित होते हैं

(3) सुखाकर परिरक्षण  

सुखाने का अर्थ है भोजन से नमी को एक निश्चित स्तर तक हटाना, जिस पर सूक्ष्मजीव विकसित नहीं हो सकते हैं, इसे सुखाना कहा जाता है; यह दो तरीकों से किया जा सकता है:

(i) गर्मी का अनुप्रयोग:

(a) धूप में सुखाना

(b) यांत्रिक सुखाना

(c) वैक्यूम सुखाना

(d) फ्रीज-सुखाना

(ii) भोजन में नमी को बांधना:

(a) चीनी का उपयोग

(b) नमक का प्रयोग

(i) गर्मी का अनुप्रयोग:

(a) धूप में सुखाना: धूप में सुखाना वह तरीका है जिसमें भोजन को सीधे सूर्य के प्रकाश के संपर्क में रखा जाता है। यह आमतौर पर उन जगहों पर किया जाता है जहां लंबी अवधि के लिए पर्याप्त धूप उपलब्ध होती है जैसे राजस्थान। इस विधि में सुखाया गया उत्पाद गुणवत्ता में निम्न होता है।

(b) यांत्रिक सुखाना: यह सुखाने की एक विधि है जहां तापमान, आर्द्रता और वायु प्रवाह की नियंत्रित स्थितियों के तहत खाद्य पदार्थो को यांत्रिक ड्रायर द्वारा गर्मी का उपयोग कर सुखाया जाता है।

(c) वैक्यूम सुखाना: भोजन का तापमान और पानी निकालने की दर को वैक्यूम के स्तर और ताप की तीव्रता को नियंत्रित करके नियंत्रित किया जाता है।

(d) फ्रीज-सुखना: इस विधि में, भोजन को सब्लिमेशन (sublimation) द्वारा सुखाया जाता है, अर्थात, भोजन को पानी के तरल रूप से गुजारे बिना, वैक्यूम के साथ हीट के माध्यम से सुखाने वाले कक्ष में रखा जाता है। इस विधि में, उत्पाद को पहले फ्रीज किया जाता है, फिर वैक्यूम द्वारा पानी को हटा दिया जाता है और गर्मी का भी प्रयोग किया जाता है जो एक ही कक्ष में एक साथ होता है।

(4) निस्यंदन/छानना (filtration) द्वारा परिरक्षण 

जीवों को पूरी तरह से हटाने के लिए छानना ही एकमात्र सफल तरीका है और इसका उपयोग स्पष्ट रूप से तरल पदार्थों तक ही सीमित है। तरल को पहले से निर्जमीकृत ‘बैक्टीरिया प्रूफ’ फिल्टर के माध्यम से फ़िल्टर किया जाता है जो कि सिंटरेड (sintered) ग्लास, डायटोमेसियस अर्थ, बिना ग्लेज़ेड चीनी मिट्टी के बरतन, झिल्ली पैड या इसी जैसी सामग्री से बना होता है और तरल को दबाव के अथवा बिना दबाव के माध्यम से गुजरने के लिए मजबूर किया जाता है। फलों के रस, बियर, शीतल पेय, शराब और पानी के लिए  इस विधि का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है।

(5) रासायनिक परिरक्षकों के उपयोग द्वारा परिरक्षण

रासायनिक परिरक्षक वे पदार्थ हैं जो भोजन में केवल किण्वन, दमन और भोजन के अपघटन जैसी सूक्ष्मजीवों की गतिविधि को धीमा करने, बाधित करने या रोकने के लिए मिलाये जाते हैं।

रासायनिक परिरक्षक दो प्रकार के होते हैं:

क्लास –1 परिरक्षक: सामान्य नमक, चीनी, डेक्सट्रोज, मसाले, सिरका, एस्कॉर्बिक एसिड आदि।

क्लास –2 परिरक्षक: बेंजोइक एसिड और उसके लवण, SO₂ और सल्फ्यूरिक एसिड के लवण, नाइट्रेट्स, एस्कॉर्बिक एसिड और इसके लवण, प्रोपोनिक एसिड और इसके लवण, लैक्टिक एसिड और इसके लवण।

क्लास-2 के परिरक्षकों में, फलों और सब्जियों के परिरक्षण में केवल दो रासायनिक परिरक्षकों का उपयोग किया जाता है:

(i) KMS (पोटेशियम मेटा बाइसल्फेट):

• यह SO₂ छोड़ता है और यह अस्थिर है।
• इसका उपयोग उन फलों के लिए किया जाता है जिसमें पानी में अघुलनशील वर्णक (रंगहीन) होता है।
• फालसा, जामुन जैसे प्राकृतिक रूप से रंगीन रसों में इसका उपयोग नहीं किया जा सकता क्योंकि इनमें एंथोसायनिन वर्णक होता है।
• इसका उपयोग कंटेनर (कैन) में पैक किए गए उत्पाद में नहीं किया जा सकता है क्योंकि यह टिन के कंटेनर और तेल, हाइड्रोजन सल्फाइड (H₂S) से क्रिया करता है, जिसमें एक अप्रिय गंध पैदा होती है और कंटेनरों की बेस प्लेट (तलहटी) के साथ एक काला यौगिक भी बनाता है।
• जीवाणुओं की तुलना में फफूंदी को नियंत्रित करने के लिए अच्छा होता है।
• 350 ppm KMS ज्यादातर फलों के रस उत्पादों में प्रयोग किया जाता है।

(ii) सोडियम बेंजोएट:

• यह बेंजोइक एसिड का लवण है और पानी में घुलनशील है।
• यह रस के किण्वन को धीमा करता है।
• यह आमतौर पर उस उत्पाद में उपयोग किया जाता है जिसमें प्राकृतिक रंग होता है जैसे एंथोसायनिन वर्णक।
• यह खमीर (yeast) के खिलाफ अधिक प्रभावी है।
• 750 पीपीएम सोडियम बेंजोएट ज्यादातर फलों के रस, स्क्वैश और कॉर्डियल में प्रयोग किया जाता है।

(6) खाद्य योजकों (additives) (चीनी, नमक, अम्ल और सिरका) के उपयोग से परिरक्षण

खाद्य योज्य पदार्थ या मूल खाद्य पदार्थों के अलावा अन्य पदार्थों का मिश्रण होते हैं, जो खाद्य पदार्थों में उत्पादन, प्रसंस्करण, भंडारण, पैकेजिंग आदि के किसी भी पहलू के अभिकर्मक के रूप में मौजूद होते हैं। खाद्य योजक हैं (i) चीनी, (ii) नमक, (iii) अम्ल, (iv) मसाले।

चीनी और नमक के मामले में, वे परासरणी (osmotic) दबाव डालते हैं और पानी एक अर्ध-पारगम्य झिल्ली के माध्यम से उत्पाद से तब तक फैलता (निकलता) है जब तक कि सांद्रता संतुलन तक नहीं पहुंच जाती। ये सूक्ष्मजीवों को मारते हैं या उन्हें गुणित होने से रोकते है।

(i) चीनी: जैम, जेली, मुरब्बा आदि तैयार करने के लिए चीनी की 68-70% की सांद्रता का उपयोग किया जाता है। चीनी सूक्ष्मजीवों के लिए जहर न होकर, परासरण द्वारा परिरक्षक के रूप में कार्य करती है। यह अधिकांश उपलब्ध पानी को अवशोषित कर लेता है, इसलिए सूक्ष्मजीवों के विकास के लिए बहुत कम पानी उपलब्ध हो पाता है।

(ii) नमक: नमक की 15-20% सान्द्रता का उपयोग अचार बनाने के लिए किया जाता है। नमक एंजाइमेटिक ब्राउनिंग और मलिनकिरण को रोकता है और एक एंटी-ऑक्सीडेंट के रूप में भी काम करता है। यह निम्न प्रकार अपनी परिरक्षक क्रिया करता है:

• उच्च आसमाटिक दबाव के कारण माइक्रोबियल कोशिकाओं का प्लास्मोलिसिस होता है।
• नमी को बांधकर भोजन और सूक्ष्मजीवों को निर्जलित करना।
• आयनीकरण से क्लोराइड आयन उत्पन्न कर जो सूक्ष्मजीवों के लिए हानिकारक है, और
• पानी में ऑक्सीजन की विलेयता को कम करना, संवेदनशील बनाना, और कोशिकाओं को CO₂ के प्रति कम करना।

(iii) अम्ल: कई प्रसंस्कृत खाद्य पदार्थों और पेय पदार्थों के अंतिम उत्पाद में अपना विशिष्ट स्वाद और महक प्रदान करने के लिए अम्ल को मिलाने की आवश्यकता होती है क्योंकि अम्ल वांछित स्वाद और महक प्रदान करते हैं। भोजन के स्वाद के लिए उचित संतुलन में चीनी और अम्ल अनुपात को समायोजित किया जाता हैं। वे पेक्टिन-जेल निर्माण को नियंत्रित करने में भी भूमिका निभाते हैं।

मुख्य अम्ल निम्नलिखित हैं:

1. एसिटिक एसिड (सिरका): यह आमतौर पर केवल सूक्ष्मजीवों के विकास को रोकने के लिए अचार, चटनी, सॉस और केचप के लिए उपयोग किया जाता है।
2. सिट्रिक एसिड (नींबू का रस): इसका उपयोग अम्लता बढ़ाने के लिए जैम, जेली, स्क्वैश, नेक्टर आदि में किया जाता है।
3. लैक्टिक एसिड (लैक्टोज): इसका उपयोग दूध से दही बनाने के लिए किया जाता है।

(7) तेल द्वारा परिरक्षण 

किसी भी खाद्य पदार्थ की सतह पर तेल की एक परत अवायवीय स्थिति पैदा करती है जो फफूंदी और खमीर के विकास को रोकती है। जैसे, अचार

8) किण्वन द्वारा परिरक्षण

सूक्ष्मजीवों या एंजाइमों द्वारा कार्बोहाइड्रेट का अपघटन किण्वन कहलाता है। खाद्य पदार्थ एल्कोहल या सूक्ष्मजीवीय क्रिया द्वारा निर्मित कार्बनिक अम्ल द्वारा परिरक्षित होते हैं।

मादक पेय, सिरका और किण्वित अचार की गुणवत्ता क्रमशः अल्कोहल, एसिटिक एसिड और लैक्टिक एसिड की उपस्थिति पर निर्भर करती है। वाइन, बियर, सिरका, किण्वित पेय, किण्वित अचार आदि इन प्रक्रियाओं द्वारा तैयार किए जाते हैं।

वाइन में – 14% अल्कोहल परिरक्षक के रूप में कार्य करता है। लगभग 2% एसिटिक एसिड कई उत्पादों में खराब होने से बचाता है।

(9) कार्बोनेशन द्वारा परिरक्षण

कार्बोनेशन पानी या पेय में पर्याप्त CO₂ को घोलने की प्रक्रिया है ताकि जब उत्पाद परोसा जाए तो गैस ठीक पहले बुलबुले के रूप में निकल जाए और एक विशिष्ट स्वाद हो। फलों के रस वाले पेय पदार्थों को आम तौर पर 1 से 8 ग्राम/लीटर के बीच CO₂ के साथ बोतलो में बंद किया जाता है, यह रोगजनक बैक्टीरिया पर अम्लता के प्रभाव को डालने के लिए पर्याप्त है। माइक्रोबियल गतिविधि के पूर्ण निषेध के लिए (14.6 ग्राम CO₂ / l) एक अवायवीय स्थिति पैदा करता है, जो एस्कॉर्बिक एसिड के ऑक्सीकरण को कम करता है और भूरापन भी रोकता है।

हालांकि कार्बोनेटेड पेय में चीनी की मात्रा 66% से बहुत कम होती है, लेकिन हवा की अनुपस्थिति और उनमें CO₂ की उपस्थिति मोल्ड्स और यीस्ट के विकास को रोकने में मदद करती है।

लगभग 0.005% सोडियम बेंजोएट को मिलाकर कार्बोनेटेड फलों के पेय पदार्थों की गुणवत्ता में वृद्धि की जाती है। आवश्यक कार्बोनेशन का स्तर फलों के रस के प्रकार और स्वाद के प्रकार के अनुसार भिन्न होता है।

(10) प्रतिजैविकों (antibiotics) द्वारा परिरक्षण

सूक्ष्मजीवों के कुछ उपापचयी उत्पादों में जीवाणुनाशक प्रभाव पाया गया है और उन्हें प्रतिजैविक कहा जाता है।

निसिन– स्ट्रेप्टोकोकस लैक्टिस द्वारा निर्मित एक एंटीबायोटिक है। आमतौर पर दूध, दही, पनीर और अन्य किण्वित दूध उत्पादों में पाया जाता है। यह विषैला नहीं होता है। खाद्य उद्योग में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से अम्लीय खाद्य पदार्थों के परिरक्षण के लिए यह अधिक स्थिर है। मशरूम, टमाटर और दुग्ध उत्पादों की डिब्बाबंदी में उपयोग किया जाता है। निसिन मुख्य रूप से गैस पैदा करने वाले बीजाणु बनाने वाले बैक्टीरिया और विष पैदा करने वाले क्लोस्ट्रीडियम बोटुलिनम के विकास को रोकता है।

सबटिलिन – बैसिलस सबटिलिस के कुछ उपभेदों से प्राप्त एंटीबायोटिक का उपयोग शतावरी, मक्का और मटर के परिरक्षण में किया जाता है। यह ग्राम पॉजिटिव बैक्टीरिया और बीजाणु बनाने वाले जीवों के खिलाफ सबसे प्रभावी है। डिब्बाबंद मटर और टमाटर में क्रमशः 10 और 20 पीपीएम सबटिलिन होता है।

पिमारिसिन- फलों और फलों के रस के उपचार के लिए इस एंटिफंगल एंटीबायोटिक का उपयोग किया जाता है। ताप और विकिरण सहित अन्य स्टरलाइज़िंग एजेंटों के साथ एंटीबायोटिक दवाओं का उपयोग अच्छा परिणाम देता है।

(11) विकिरण द्वारा परिरक्षण

आयनीकृत विकिरण द्वारा भोजन का निर्जमीकृत परिरक्षण हाल ही में विकसित विधि है। कुछ विकिरणित खाद्य पदार्थों का अस्वीकार्य स्वाद और इस तरह के भोजन में रेडियोधर्मिता प्रेरित होने का डर इसके अधिक उपयोग को रोकता है।

जब गामा किरणें (या) इलेक्ट्रॉन किरणें खाद्य पदार्थों से गुजरती हैं, तो आयनकारी विकिरण और परमाणु और आणविक स्तरों पर खाद्य कणों के बीच टकराव होता है, जिसके परिणामस्वरूप आयन जोड़े और मुक्त कण उत्पन्न होते हैं। इन उत्पादों की आपस में और अन्य अणुओं के साथ प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप भौतिक और रासायनिक घटनाएं होती हैं जो भोजन में सूक्ष्मजीवों को निष्क्रिय कर देती हैं।

इस प्रकार भोजन के विकिरण को “कोल्ड स्टरलाइज़ेशन” की एक विधि माना जा सकता है अर्थात भोजन उच्च तापमान उपचार के बिना सूक्ष्मजीवों से मुक्त होता है।

1 मराड (mrad) तक की विकिरण उपचार खतरनाक नहीं है। आयनकारी विकिरणों का उपयोग भली भांति बंद करके सीलबंद पैक में खाद्य पदार्थों की निर्जमीकरण के लिए किया जा सकता है, खराब होने वाले खाद्य पदार्थों में सड़ाने वाले जीवों में कमी, फलों के पकने में देरी, जड़ वाली सब्जियों के अंकुरण को रोकता है और भंडारित अनाज में संक्रमण (कीड़े) को नियंत्रित करता है।