صنایع غذایی

چكيده
در سالهاي اخير به دلايل متعدد از جمله كيفيت نامناسب نانهاي سنتي و قيمت پايين نان، كشور ما با انبوهي از ضايعات نان مواجه است ، بطوري كه گاهي تا 30% نان تبديل به ضايعات مي شود و با توجه به حجم بسيار بالاي مصرف نان در كشور، اين رقم بسيار قابل توجه مي باشد. بر اساس گزارش ايرنا، شهروندان ايراني سالانه 300 ميليون دلار نان ضايع مي كنند. با توجه به كپك زدگي بخش قابل توجهي از ضايعان نان، احتمال وجود مايكوتوكسين ها در آنها بسيار زياد مي باشد. مايكوتوكسين ها سموم قارچي هستند كه در حيوانات و انسان خاصيت جهش زايي و سرطان زايي دارند. در بين مايكوتوكسين ها 14 نوع سرطان زا وجود دارد و آفلاتوكسين ها قوي ترين و خطرناك ترين آنها هستند. وجود آفلاتوكسين ها در غذاي دام علاوه بر اينكه براي آنها بيماري زا است، وارد شير آنها شده و از طريق مصرف شير و ديگر فراورده هاي لبني وارد بدن انسان مي شوند. اين فرآورده هاي غذايي براي انسان مضر و بسيار خطرناك مي باشند. از طرفي با توجه به آلوده بودن درصد زيادي از شيرهاي توليدي كشور ما به آفلاتوكسين ها، امكان عرضه شير و فرآورده هاي لبني در بازارهاي بين المللي وجود ندارد. استانداردهاي موجود در بسياري از كشورها، حداكثر مقدار مجاز آفلاتوكسين¬ها را در غذاي دام و طيور، 20 ميكروگرم در كيلوگرم (ppb) تعيين نموده اند و البته حداكثر مقدار مجاز آن در شير، 5/0 ميكروگرم در كيلوگرم (ppb) مي باشد. با توجه به تحقيقات انجام شده در كشور ما مشخص گرديده است كه ميزان آفلاتوكسين در شير و فرآورده هاي لبني بيش از حد مجاز مي باشد. لذا با توجه به اينكه بخش اعظم ضايعات نان، كپك زده بوده و مصرف آنها درتغذيه دام غير مجاز است؛ در شرايط موجود معدوم نمودن ضايعات نان به دليل هزينه هاي مربوط به آسيب هاي انساني و خسارات مادي فراواني كه انواع سرطانهاي ناشي از مايكوتوكسين ها در پي دارد، مقرون به صرفه تر است. اما از طرفي با توجه به حجم بسيار بالاي اين ضايعات اگر به طريقي مايكوتوكسين هاي آن حذف و يا به حد مجاز تقليل يابند مي توان از آن در تغذيه دام استفاده نمود. لذا انجام تحقيق جهت تعيين ميزان واقعي آفلاتوكسين ها در ضايعات نان و انتخاب مناسب ترين روش حذف يا كاهش مايكوتوكسين ها از ضايعات نان و طراحي كارخانه عمل آوري نانهاي خشك ضايعاتي، امري ضروري بوده و در صورت تحقق آنها مي توان سالانه از مصرف توأم با مخاطره و همراه با خسارات انساني و مادي فراوان انواع سرطان و نيز هدر رفتن چند صد ميليون دلار ضايعات نان جلوگيري كرد.

مقدمه
بر طبق گزارش ايرنا گاهي تا 30 درصد نان تبديل به ضايعات مي شود كه با توجه به حجم بسيار بالاي مصرف نان در كشور ما سالانه حدود 300 ميليون دلار از گندم هاي توليدي و وارداتي ضايع مي شود. اين در حالي است كه كشور ما يكي از بزرگترين وارد كنندگان گندم در جهان است. كارشناسان از ضايعات نان به عنوان بزرگترين اسراف ملي ياد مي كنند و از اين رو ضمن تأكيد بر بهينه سازي مصرف، خواستار جلوگيري از هدر رفتن يارانه اختصاص يافته به نان هستند. آمار رسمي بيانگر اين موضوع است كه تا پايان سال 1381 بيش از 10 هزار ميليارد ريال، صرف يارانه نان شده است. همچنين يارانه نان، 79 درصد كل يارانه ها را در سال 1381 به خود اختصاص داده است كه البته با در نظر گرفتن يارانه گندم، دولت در سال 1381، دوازده هزار و چهارصد ميليارد ريال يارانه براي يك كالا پرداخته است. اما در نگاه عميق تر به اين مسأله متوجه خواهيم شد كه اين تنها بخش ناچيزي از ضرر و زياني است كه مصرف نامناسب نان ـ كه البته آن هم ناشي از كيفيت نامناسب نانهاي سنتي و قيمت پائين نان است ـ به همراه دارد. همانطوري كه مي دانيم تقريباً اكثر اين ضايعات نان كه به صورت نانهاي خشك مي باشد به مصرف تغذيه دام مي رسد. اين نانهاي خشك اكثراً به صورت كپك زده و حاوي سموم قارچي بوده كه براي انسان بسيار خطرناك و سرطانزا مي باشند. كاملاً واضح است كه هزينه هاي مربوط به آسيب هاي انساني و در درجه بعد هزينه هاي مادي درمان انواع سرطان هاي ايجاد شده توسط اين سموم بسيار بسيار بيشتر از ضرر و زيان اقتصادي ناشي از هدر رفتن گندم و يارانه دولت مي باشد. مطمئناً جدا از مسأله مربوط به آسيب هاي انساني، هزينه درمان، داروهاي مورد نياز و مسائل مرتبط با آن در هر مورد سرطان بسيار قابل توجه بوده و شايد يارانه اي كه دولت مجبور خواهد شد در دراز مدت براي آن بپردازد ـ با توجه به دوره طولاني درمان سرطانها و قيمت بالاي دارو و... ـ از يارانه گندم و نان هم بيشتر شود.

بحث
مايكوتوكسين ها
تعداد بسيار زيادي از كپك ها تركيبات سمي بنام مايكوتوكسين (Mycotoxin) توليد مي كنند. در قارچها و ساير ارگانيسم ها، متابوليت هاي اوليه تركيباتي هستند كه جهت رشد و تكثير ضروري مي باشند و متابوليت هاي ثانويه در انتهاي فاز لگاريتمي رشد تشكيل مي شوند و اهميت آشكاري در رشد و يا متابوليسم ارگانيسم ندارند. به طور معمول اين تركيبات هنگامي تشكيل مي شوند كه مقادير زيادي از پيش سازهاي متابوليكي اوليه نظير اسيدهاي آمينه، استات، پيروات و غيره تجمع يابد. در واقع سنتز مايكوتوكسين ها توسط قارچ روشي است كه از طريق آن، تركيبات پيش ساز مازاد بر نياز متابوليكي، كاهش مي يابد (6) و (8). در بين مايكوتوكسين ها، 14 نوع سرطانزا وجود دارد كه در اين ميان آفلاتوكسين ها (Aflatoxins) از نظر سرطان زايي قوي ترين تركيبات مي باشند. آفلاتوكسين ها توسط دوكپك آسپرژيلوس فلاووس (Aspergillus flavus) و آسپرژيلوس پارازيتيكوس(Aspergillus parasiticus) توليد مي شوند (12). آفلاتوكسين ها انواع مختلفي دارند، شامل آفلاتوكسين M2, M1 G2, G1, B2, B1 و مشتقات آنها كه آفلاتوكسين B1 قوي ترين نوع مي باشد (8). بازتاب نور اين شش توكسين در زير نور ماوراء بنفش (UV) به صورت زير مي باشد (8):
B2 , B1: آبي، G1 : سبز، G2: سبز ـ آبي، M1 : آبي ـ بنفش، M2: بنفش.
آفلاتوكسين ها در طيف وسيعي از مواد غذايي نظير خوراك دام و طيور، شير، آرد گندم، آرد سويا، كشمش، پنير، ماست، سوسيس هاي تخميري، گوشت هاي عمل آوري شده و ... مشاهده شده است (6). در صورت كپك زدگي خوراك دام و توليد آفلاتوكسين (AFB1) B1 در آن، مشتق 4-Hydroxy آن يعني آفلاتوكسين M1 ( AFM1) در شير مشاهده مي شود كه همانند AFB1 اثرات هپاتوتوكسيسيتي (Hepatotoxicity) و سرطان زايي دارد (1) و (4). البته بايد ذكر شود كه محققين مختلف وجود آفلاتوكسين هاي M4 , M2 , M1 را در شير گزارش كرده اند كه همگي آنها مشتقات آفلاتوكسين هاي B1 و B2 مي باشند. اما مهمترين آفلاتوكسيني كه در شير و فرآورده هاي لبني وجود دارد نوع M1 مي باشد(9) و (17).
در مورد حداكثر مقدار مجاز AFB1 و AFM1 در كشورهاي مختلف قوانين متنوعی وجود دارد اما به طور معمول حداكثر مقدار مجاز AFB1 را در خوراك دام 20-10 ميكروگرم در كيلوگرم در نظر مي گيرند . مطالعات مختلف نشان داده اند كه ميزان توليد AFM1 در شير چيزي حدود 2-1% ميزان AFB1 در خوراك دام مي باشد. بنابراين در بسياري از كشورها حداكثر مقدار مجاز AFM1 را در شير 5/0-01/0 ميكروگرم در ليتر تعيين مي كنند (8) و (13). با توجه به اينكه در عمده كشورهاي در حال توسعه از جمله ايران، حجم قابل توجهي از خوراك دام آلوده به كپك و در نتيجه آفلاتوكسين هاي متنوع بخصوص AFB1 ميباشد وجود AFM1 در شير دامها امري طبيعي مي باشد. حتي در كشورهاي توسعه يافته نظير آمريكا نيز گاهي اوقات شيوع هاي گسترده اي از AFM1 را در شيرهاي توليدي مي توان ديد. در مورد نحوه اثرات سرطان زايي آفلاتوكسين ها مطالعات متعددي توسط محققين مختلف انجام شده است و اكثر محققين بر اين عقيده اند كه آفلاتوكسين ها بخصوص نوع B1 كه قوي ترين و سمي ترين نوع نيز هست از طريق اتصال به ملكولهايDNA سلول و ايجاد جهش هاي نقطه اي در آن و اختلال در سنتز DNA اثر خود را مي گذارند. البته بجز اسيدهاي نوكلئيك، ساير ماكروملكولهاي سلولي نيز ممكن است تحت تأثير آفلاتوكسين ها قرار بگيرند (11) و (16). مشخص شده است كه تركيبات آنتي اكسيداني BHA و BHT قادرند خاصيت جهش زايي AFB1 را به ميزان دو برابر افزايش دهند (15). همچنين ثابت شده است كه سميت آفلاتوكسين ها در حيوانات جوان و جنس نر بيشتر مي باشد. روش هاي مختلفي جهت اندازه گيري مقدار آفلاتوكسين ها در خوراك دام و مواد غذايي وجود دارد از جمله EIA , ELISA , RIA, TLC , HPLC (13) و (17). البته بايستي توجه داشت كه در هركشوري با توجه به امكانات موجود بايستي سعي شود كه از دقيق ترين و ارزان ترين روش جهت اندازه گيري اين سموم بسيار خطرناك استفاده شود و سپس با مشخص كردن ميزان تقريبي سموم در مواد غذايي مختلف بخصوص خوراك دام، حد مجازي براي آن تعريف شده و همچنين راههايي جهت حذف يا كاهش اين سموم در مواد غذايي معرفي شود.
در مورد تأثير يا عدم تأثير فرآيندهاي مختلف بر روي آفلاتوكسين M1 موجود در شير مطالعات و تحقيقات بسياري انجام شده است. در مورد تأثير حرارت پاستوريزاسيون و استريليزاسيون، بعضي از محققين بر اين عقيده اند كه ميزان AFM1 در طي اين فرآيندها كاهش مي يابد اما اكثر محققين بر اين باورند كه حرارت بر روي اين سموم تأثيري ندارد. در مورد تأثير سرد كردن و انجماد نيز نظراتي مشابه با تأثير حرارت وجود دارد (14). بعضي از محققين بر اين باورند كه در فرآورده اي نظير ماست كه محيطي اسيدي دارد مقدار AFM1 فعال كاهش مي يابد اما اين نظريه بوسيله محققين ديگر مورد قبول واقع نشده است. در تهيه انواع پنير با توجه به اينكه آب پنير يا whey از لخته يا Curd جدا مي شود، بعضي از دانشمندان معتقدند كه AFM1 در آب پنير قرار گرفته و بنابراين در خود پنير AFM1 وجود ندارد اما اكثر محققين نشان داده اند كه AFM1 هم در خود لخته پنير و هم در آب پنير وجود دارد و حتي گفته مي شود كه مقدار AFM1 در لخته پنير بسيار بيشتر از آب پنير مي باشد. در شيرهاي تغليظ شده نيز وجود AFM1 ثابت شده است. در مورد خامه و كره گفته مي شود كه با توجه به اينكه AFM1 بيشتر تمايل دارد كه در فاز آبي قرار گيرد بنابراين در هنگام تهيه خامه و كره، اين ماده به ميزان خيلي كم وارد خامه و كره شده بنابراين ميتوان گفت كه در بين محصولات لبني كره و در درجه بعد خامه داراي كمترين ميزان آفلاتوكسين ميباشند (3) و (10).
با توجه به مجموع مطالب ذكر شده، محققين سالهاست كه در تلاشند تا به طريقي اين آفلاتوكسين ها را از مواد غذايي مختلف از جمله خوراك دام و شير حذف نمايند و راههايي نيز تاكنون پيشنهاد شده است.
سولفيت ها و بي سولفيت ها از جمله افزودني هاي غذايي هستند كه به طور گسترده و به منظورهاي مختلفي در مواد غذايي استفاده مي شوند. مطالعات متعددي نشان داده اند كه سولفيت ها و بي سولفيت ها قادرند AFB1 را شرايط آزمايشگاهي و در بعضي مواد غذايي مثل ذرت تجزيه و غير فعال كنند. همچنين بر پايه اين نتايج تحقيقاتي نيز بر روي شير انجام شده است و نشان داده شده كه بي سولفيت پتاسيم 4/0% قادر است ميزان AFM1 را در شير كاهش دهد (2) و (5) و (7).
پراكسيد هيدروژن در بعضي مواد غذايي از جمله بادام زميني قادر به تجزيه AFB1 بوده، در شير نيز در غلظت حدود 6% در كاهش غلظت AFM1 مؤثر مي باشد (2) و (8). عده اي از دانشمندان تأثير H2O2 را در كاهش آفلاتوكسين ها در خوراك دام بررسي نموده و نتايج مختلفی بدست آورده اند (14).
اشعه ماوراء بنفش (UV) قادر است كه بعضي از انواع آفلاتوكسين ها از جمله AFM1 را در شير تجزيه كند. مطالعات نشان داده است كه تأثير اشعه ماوراء بنفش در حضور حرارت افزايش مي يابد. همچنين بيان مي شود كه تأثير اشعه ماوراء بنفش در كاهش مقدار آفلاتوكسينها در pH هاي مختلف، متفاوت مي باشد و در اين مورد گزارشات متنوعي وجود دارد. بعضي از محققين معتقدند كه استفاده توأم H2O2 و اشعه ماوراء بنفش تأثير بيشتري در كاهش مقدار آفلاتوكسين ها در مواد غذايي دارد (18) و (19).
در مورد مكانيسم تأثير تمام اين تركيبات بر روي آفلاتوكسين ها نيز تحقيقات بسياري انجام شده است و نظريه مختلفي نيز ارائه شده است كه از ذكر آنها در اين مقاله خودداري مي شود.
در نهايت مي توان گفت كه اگر چه كه به عقيده كارشناسان ضايعات نان بزرگترين اسراف ملي می باشد اما در نگاهي عميق تر مي توان متوجه شد كه علاوه بر اين مطلب، ضايعات نان يكي از بزرگترين تهديد كننده هاي سلامت عمومي جامعه نيز بوده و حتي اگر تنها و تنها به جنبه اقتصادي قضيه توجه شود مطمئناً در دراز مدت، ضرر و زيان اقتصادي ناشي از مصرف توأم با مخاطره آنها، با توجه به هزينه هاي گران درمان سرطان ها و مسائل مرتبط به آن از هدر رفتن چند صد ميليون دلار يارانه گندم و نان نيز بيشتر مي باشد. لذا با توجه به مجموع مطالب ذكر شده پيشنهاد مي شود كه با انجام تحقيقات لازم، مناسبترين روش حذف و يا كاهش مايكوتوكسين ها از ضايعات نان ـ كه يكي از مهمترين منابع مايكوتوكسين در خوراك دام مي باشد ـ انتخاب و با طراحي كارخانه هاي عمل آوري نانهاي خشك ضايعاتي ، سالانه از مصرف توأم با مخاطره و يا هدر رفتن چند صد ميليون دلار ضايعات نان جلوگيري نمود.

منبع: www.iranfoodnews.com

چکيده

در اين تحقيق مطالعاتی حول محور ارزيابی فنی اقتصادی روی بحث تبديل ضايعات و پسماندهای 17 محصول عمده کشاورزی در ايران شامل: 1- گندم و جو 2- شلتوک 3- دانه های روغنی 4- گوجه فرنگی 5- ضايعات سيب زمينی 6- چغندر قند 7- پنبه 8- نيشکر 9- مرکبات 10- سيب 11- انگور 12- خرما 13- پسته 14- بادام 15- گردو 16- چای 17- زيتون صورت گرفته است.

مقدمه
سالانه ميليون ها دلار ارز جهت واردات موادي شامل:

- خوراك دام و طيور، انواع پروتئين هاي مصرفي انسان، دام و طيور و مواد مكمل آن

- انواع اسيد هاي آمينه و آلي مثل ليزين، آلانين، سيتريك، لاكتيك، گلوتاميك و .....

- انواع مواد شيميايي مثل الكل ها، فورفورال، پكتين، استن و ....

- انواع اسانس ها براي مصارف صنايع غذايي و بهداشتي

- انواع كاغذ و خمير آن

از كشور خارج مي شود و اين روند هر سا له سير صعودي به خود مي گيرد، اين در حاليست كه حجم دور ريز ضايعات كشاورزي در مزارع كشور قابل تأمل ميباشد. اين مسئله زماني اهميت خود را نشان ميدهدكه بدانيم ضايعات و پسماندهاي مزارع در ديگر كشورها منبع اصلي تأمين مواد مذكور براي صادرات به ايران وكشورهاي مشابه مي باشند. در تمامي فرايند هاي كشاورزي و صنايع مربوطه علاوه بر توليد محصولات اصلي، محصولات جانبي نيز توليد مي شود كه حجم وسيعي را شامل مي گردد و به علت اين كه محدودة وسيعي براي به كارگيري اين محصولات وجود دارد، بسياري از كشورهاي پيشرفته و در حال توسعه، ارزش بالاتري را براي آنها در نظرمي گيرند، بگونه ايكه در بعضي موارد از محصول اصلي نيز بسيار با ارزش تر مي باشد. از طرفي براساس آمارهاي موجود در ايران تقريباً نيمي از محصولات كشاورزي بدون اينكه به مصرف برسد در مراحل مختلف از بين مي روند و صنايع تبديلي موجود در ايران به آن حد از رشد نرسيده كه بتواند از تمامي اجزاء يك محصول كشاورزي بهره مناسب و كامل را ببرد. همانطور كه ذكر شد، كليه اقلام وارداتي مذكور و صدها ماده پر ارزش ديگر در حال حاضر در سراسر دنيا از ضايعات و محصولات جانبي كشاورزي و طي يك برنامه منسجم در صنايع تبديلي توليد مي شوند و با توجه به آمار و ارقام مربوط به حجم مواد مذكور در ايران در صورت داشتن برنامه اي مدون و ساز و كار مناسب در جهت برنامه ريزي، كسب تكنولوژي هاي نداشته و ساماندهي داشته ها مي توان از اين مواد كه در اكثر مواقع نيز مسايل زيست محيطي حادي را هم بدنبال دارد در جهت استفاده بهينه و تبديل آنها به مواد با ارزش گامي در جهت شكوفايي اقتصاد كشاورز و كشاورزي برداشت. گزارشات منتشر شده جهاني نشان مي دهد كه كار بر روي اين زمينه يعني دست يابي به فرايندهايي مقرون به صرفه و قابل انجام جهت بازيافت و فرآوري محصولات جانبي و ضايعات در سالهاي اخير رشد فراواني داشته است و بي شك در اين رابطه علم بيو تكنولوژي نقشي اساسي داشته است. 1-4 در اين تحقيق، با بررسي جامع بر روي كليه محصولات كشاورزي كه در داخل كشور توليد مي‌گردد، مهمترين اقلامي را كه مي توان برروي ضايعات آنها سرمايه گذاري نمود انتخاب و مطالعه شده است. اقلام مورد مطالعه شامل. ضايعات كشاورزي و صنعتي، گندم، شلتوك، دانه هاي روغني، گوجه فرنگي، سيب زميني، چغندر قند، پنبه، نيشكر، مركبات، سيب، انگور، خرما، پسته، بادام، گردو، چاي و زيتون مي گردد که به جهت محدوديت صفحات به تشريح اطلاعات بدست آمده در مورد تعدادي از موارد مذکور پرداخته ميشود.

1- گندم5-8

گندم گذشته از جنبه تجارتي مهم آن در دنيا، سلاحي كارآمد در مناسبات سياسي و جهاني است كه روز به روز بر اهميت كاربردي آن افزوده مي شود. با اينكه جمعيت ايران در حدود 1% جمعيت جهان است ولي در حدود 5/2% گندم جهان را مصرف مي كند كه اندازه اي خارج از تعادل سطوح استاندارد بين المللي است و تا حدود زيادي خبر از ضايعات بالا و مصرف آن بوسيله دام و طيور مي دهد. گندم همانند انرژي، كالايي راهبردي شناخته مي شود و از شاخص هاي مهم كشاورزي محسوب مي‌گردد. در حال حاضر سهم بزرگي از پتانسيل كشاورزي كشور به توليد گندم اختصاص دارد يعني رقمي در حدود 1/5 ميليون هكتار (مركز آمار ايران 79) كه با احتساب 25% ضايعات تقريبي گندم در كشور در واقع حدود 3/1 ميليون هكتار از اراضي مستعد كشور، با صرف كليه نهاده هاي زراعي، ضايع مي شود و اين با هدفهاي كشاورزي در رسيدن به خود كفايي در تضاد است. بطور كلي ضايعات گندم را مي توان به بخش هاي زير تقسيم نمود:

1- ضايعات كاشت

ضايعات در اين مرحله ، مقدار اضافه مصرف بذر است كه معمولاً حدود 20% برآورد مي شود و عمدتاً ناشي از خلاء تكنيكي و استفاده از شيوه هاي منسوخ كاشت مي باشد كه برابر 3/1 % كل گندم مصرفي كشور و يا 2%‌ كل گندم توليدي كشور است.

2- ضايعات پيش از برداشت

شامل ضايعات تأخير برداشت است كه بصورت ريزش يا سبز شدن روي خوشه در نواحي باران خيز حاصل مي شود. در يك طرح تحقيقاتي تلفات قبل از برداشت معادل 9/54 كيلوگرم در هكتار اندازه گيري شده است.

3- ضايعات برداشت

ضايعات در مرحله برداشت با كمباين شامل تلفات سكوي برش (%2- 5/0)، تلفات واحدهاي كوبنده (%1-5/0)، جداكننده (%4/0-2/0)، تميز كننده (%2/0-04/0) ‌و ساير عوامل است.
4- ضايعات پس از برداشت

اين ضايعات را مي توان به 4 دسته ضايعات حمل و نقل و ريخت و پاش (%5/5)، ضايعات بوجاري (%2/0)، ضايعات انبارداري (4%) و ضايعات تبديل (%5) طبقه بندي نمود.

از طرفی محصول جانبي گندم کاه می باشد. قرنهاست از كاه بعنوان ماده اوليه ساخت كاغذ (مخصوصاً در چين) استفاده مي شود. هم اكنون درمناطقي نظير اروپاي شرقي، آمريكاي جنوبي، خاورميانه و آسيا کاه بعنوان ماده اوليه مهم در صنعت خمير كاغذ مي باشد. دليل اصلي تداوم كاربرد كاه در ساخت كاغذ سهولت دستيابي به آن به عنوان پسماند توليد مواد غذايي است. اما مشكل هزينه هاي كارگري جهت جمع آوري، ذخيره سازي و جابجايي، كاربرد اين ماده را بيشتر به كشورهايي كه داراي نيروي انساني ارزان هستند و فرايندهايي كه كارخانجات مقياس كوچك نياز دارند محدود كرده است. موارد استفاده ديگر كاه عبارتند از:

1- تغذيه دام، 2- منبع سوخت و توليد انرژي در كشورهاي غربي، 3- بستر دامها، 4- توليد پروتئين، 5- توليد كودهاي آلي، 6- افزايش حاصلخيزي خاك

2- دانه هاي روغني9-10

استخراج روغن از 5 دانه روغني مهم كه عبارتند از بذر سويا، پنبه دانه، آفتابگردان، بادام زميني و شلغم روغني به روشهاي مختلف شامل: استفاده از حلال و استفاده از فشار و گاهی استفاده از دو روش فوق بصورت توأم، صورت مي گيرد. محصول جانبي فرايند هاي روغن كشي كنجاله نام دارد كه داراي مقدار نسبتاً زيادي پروتئين بوده و چنانچه كه خوب تهيه شده باشد اسيدهاي آمينه متشكل آن از لحاظ ميزان و قابليت جذب در حد مطلوبي است و به همين جهت در جيره غذايي دام و طيور براي تامين قسمت قابل توجهي از پروتئين و بعضي از اسيدهاي آمينه ضروري استفاده مي گردد.

3- نيشكر (محصولات جانبي صنعت توليد شكر از نيشكر)11-12

مقدار توليد نيشكر در سال 1376 ، 2059 هزار تن بوده است از آنجا كه از هر 100 تن نيشكر 25 تن سرني، 35 تن با گاس تر، 10 تن شكر، 4 تن ملاس بدست مي آيد لذا مقدار باگاس و ملاس توليد شده در اين سال به ترتيب 720 و 82 هزار تن مي باشد. از باگاس نيشكر به عنوان سوخت در توليد برق، زغال چوب و متان و همچنين در صنايع سلولزي در توليد كاغذ، فيبر، مقوا و نئوپان استفاده مي شود. از طرف ديگر باگاس به عنوان يك ماده ليگنو سلولزي در توليد فورفورال، آلفا سلولز، اگزيليكول، انواع پلاستيك ها و خوراك دام استفاده مي شود. يكي ديگر از محصولات جانبي توليد شكر از نيشكر، ملاس است. ملاس شربت قندي حاصل از استحصال كريستالهاي شكر است كه به وسيله سانتريفوژ كردن بدست مي آيد. اين مايع حاوي مقدار زيادي قند مي باشد كه در شرايط متعارف قابل استخراج و كريستاليزاسيون نمي باشد. از ملاس نيشكر در صنايع تخميري در توليد موادي مانند اسيد استيك، سركه، استن، بوتانل، اسيد سيتريك، اسيد لاكتيك، گلسيرول. خمير مايه، آنتي بيوتيك ها، ليزين، گلوتاميك اسيد مي توان توليد كرد. همچنين از ملاس در توليد الكل، خوراك دام، كود، دكستران و صمغ استفاده مي شود. از گل صافي كه در تصفيه شكر بدست مي آيد مي توان موادي مانند چربي ها و موم استخراج كرد و يا از آن براي توليد كود و خوراك دام استفاده مي شود.

4- مركبات13-14

كشور ايران با برداشت سالانه 3 ميليون و 51 هزارتن مركبات از 200 هزار و 105 هكتار باغهاي بارور، هفتمين توليد كننده مركبات در جهان و با توليد 000/640 تن ليموترش اولين توليد كننده در آسيا و چهارمين در جهان است. ضايعات در كشور ما شامل ضايعات برداشت، حمل و نقل، نگهداري و تبديل آنهاست. جدول زير ميزان ضايعات تبديل حدود 000/900 تن مركبات را نشان مي دهد. تفاله باقيمانده از فرايند آبگيري مركبات در حدود 50% وزن ميوه را شامل مي شود. اين تفاله ماده اوليه اي براي توليد محصولاتي مانند پكتين، غذاي دام، پوست شيرين شده، روغن پرس سرد، ملاس، ليمونن، مارمالاد و ژله پوست مركبات، محصولات حاصله از هسته مركبات، فلاونوييدها و … است.

قندها بصورت كربوهيدارتهاي محلول در تمام قسمت هاي ميوه مركبات به استثناي آب ميوه هاي اسيدي مانند آب ليمو وجود دارند و نزديك به 40% وزن خشك پوست ميوه هاي پرتقال و گريپ فروت را تشكيل مي دهند كه در اين ميان گلوكز، فروكتوز و ساكاروز از قندهاي اصلي هستند. مواد غير قابل حل در الكل در پوست مركبات شامل 50-30% مواد پكتيني، 40-20% سلولز، 20-10% همي سلولز مي باشد. تفاوتهاي زيادي بين تركيبات شيميايي تفاله مركبات مناطق مختلف وجود دارد. در ذيل به تعدادي از فرآورده هاي حاصله از محصولات جانبي فرآيند مركبات اشاره ميشود:
1- پالپ خشك شده و ملاس مركبات، 2- پكتين: منبع اصلي توليد پكتين پوست مركبات مي باشد. پكتين به عنوان عامل ژله اي در تهيه مرباجات و برخي شيريني ها كاربرد داشته و حدوداً 3% پوست مركبات را شامل مي شود، 3- قرص هاي مركبات: قرص هاي مركبات توليد شده از پوست مركبات بصورت مكمل غذايي دارويي به غذاي دامهاي شيري و گوشتي اضافه مي شود، 4- مواد حاصل از تخمير ضايعات مركبات: فرايندهاي تخميري براي افزايش ارزش اقتصادي محصولات جانبي و تبديل ضايعات به فراورده هاي مفيد نقش مهمي دارند. محصولات تخميري مختلفي از جمل اتانول، متان، پروتئين تك ياخته (scp) اسيدهاي آمينه، اسيد پيرويك، 2 و 3- بوتيلن گليكول و پكتين ميكروبي را مي توان از ضايعات مركبات توليد نمود.

5- انگور12

تفاله انگور يك پسماند ليگنوسلولزي و باقيماندة فرآيند آب گيري از ميوه انگور است. تفاله انگور حدود بيست درصد وزن مرطوب ميوه اوليه را تشكيل ميدهد. به طور معمول اين پسماند در زمين مدفون مي‌شود. اما اين روش علاوه بر هزينه بر بودن باعث مشكلات زيست محيطي نيز مي شود. از طرفي به دليل ميزان پروتئين و هضم پذيري پايين، كاربرد مستقيم تفاله به عنوان خوراك دام چندان مناسب نيست. بنابراين در سالهاي اخير توجه محققين به بازيافت محصولات مفيد از تفاله انگور و بهبود كيفيت آن براي خوراك دام جلب شده است. ميزان توليد انگور در كشور در سال 1376، 2150 هزار تن بوده است و مقدار قابل توجهي از آن جهت توليد آب انگور در كارخانجات صنايع تبديلي مورد استفاده قرار گرفته است. تركيب شيميايي تفاله انگور به طور قابل توجهي نسبت به نوع انگور و نوع فرآيند آبگيري (پرس داغ يا سرد) متغير است. اما به طور كلي تفالة انگور حاوي مقادير نسبتا زيادي قند (عمدتاً، گلوكز، فروكتوز و ساكارز)، تارتارات، آنتوسيانين و فيبر خام است كه مي توان آنها را بازيابي و مورد استفاده قرار داد. از تفاله انگور مي توان با تخمير حالت جامد يا غوطه ور اتانول توليد كرد. تفاله انگور از نظر ميزان تاتارات خيلي غني است. پس از تخمير الكلي تفاله، تارتارات موجود در پسماند را مي توان با آب داغ استخراج كرد. تفالة انگور منبع خوبي از آنتوسيانين ها است. آنتوسيانين ها رنگدانه هاي طبيعي موجود در ميوه ها و سبزيجات هستند. اين رنگدانه ها در محدودةpH بين 3-1 رنگ قرمز از خود نشان داده و مي توانند در بعضي مواد غذايي با اسيديتة بالا مورد استفاده قرار گيرند. فيبر خام موجود در تفالة‌ انگور را به دو صورت مي توان مورد استفاده قرار داد. صورت اول هضم بي هوازي آن براي توليد متان است و صورت غني سازي آن از نظر ميزان پروتئين و استفاده از آن به عنوان خوراك دام است. از طرف ديگر هسته انگور منبع با ارزشي براي تهيه روغن جهت مصارف خوراكي و صنعتي است. حدود 26-23 درصد از تفاله انگور را هسته هاي آن تشكيل مي دهد. تركيب اسيدهاي چرب استخراج شده از آن شامل اسيد ميريستيك، پالمتيك، استئاريك، اولئيك و لينولئيك است بالاترين مقدار آن اسيد لينولئيك است. ميزان كل اسيدهاي چرب اشباع شده و غير اشباعي هسته انگور به ترتيب 13-12 و 87-86 درصد مي باشد. بطور كلي محصولات بازيابي مفيد از تفاله انگور در شكل زير بصورت خلاصه نشان داده شده است.

6- خرما3،4،12

خرما از محصولات عمده كشارزي ايران است و حدود 60 درصد وزن خشك آنرا قند تشكيل مي دهد. مناطق عمده كشت خرما در ايران استانهاي خوزستان، هرمزگان، بوشهر، سيستان بلوچستان، فارس، كرمان مي باشد. ميزان توليد خرما در كشور در سال 1376، 877 هزار تن بوده است. بدليل نامرغوب بودن حدود 30 درصد خرماي توليد شده در كشور مستقيماً جذب بازار مصرف نمي شود و مي بايست در واحدهاي صنايع تبديلي و فرآوري تبديل به فرآورده هاي با ارزش شود. اين فرآورده ها به دو بخش تخميري و غير تخميري تقسيم بندي مي شود. از آنجاكه خرما حاوي درصد زيادي قند است لذا به عنوان منبع كربني در فرايندهاي تخميري استفاده مي شود. مهمترين فرآورده هاي تخميري خرما عبارتند از:

1- اتانول: تخمير الكلي مواد قندي يك فرايند بيوشيميايي است كه توسط مخمر ساكاروسيس سروزيه انجام مي‌گيرد. براي توليد اتانول از خرما ابتدا لازم است كه عصاره گيري از آن صورت گيرد، تا قند از خرما استخراج گردد. ميزان قند استحصال شده در فرايند عصاره گيري به پارامترهاي متعددي مانند پيوسته يا مداوم بودن سيستم، يك يا دو مرحله اي بودن، زمان، دما و غيره بستگي دارد.
2- سركه: فرايند توليد سركه از خرما شامل دو مرحله تخمير بي هوازي توليد مايع تخميري الكلي سپس تخمير هوازي مايع تخميري الكلي به سركه است. فرايند بي هوازي تبديل عصاره استحصال شده از خرما به مايع تخميري الكلي مشابه فرايند اتانول است. مايع تخميري الكلي توسط باكتري هاي گونه استو باكتر به اسيد استيك تبديل مي شود. مايع خروجي حاوي 6-4 درصد اسيد استيك است. محلول فوق را پس از پاستوريزه كردن به عنوان سركه به بازار عرضه مي شود.

2- اسيد سيتريك: اسيد سيتريك از پرمصرف ترين اسيدهاي آلي در صنايع غذايي، دارويي و بهداشتي است كه در فرآيند تخمير توسط ميكروارگانيسم آسپرژيلوس نيجر از مواد قندي توليد مي شود. خرما به دليل داشتن درصد زيادي قندهاي منوساكاريد منبع كربني مناسبي براي فرآيندهاي تخميري است. اسيد سيتريك دركشت غوطه ور و سطحي توليد مي شود. در كشت غوطه ور فرآيند تخمير در فرمانتورهاي بزرگ همراه با حجم زيادي مايع تخميري انجام مي گيرد. در كشت سطحي ميكرو ارگانيسم ها بر روي مواد جامد فاقد آب آزاد رشد مي كنند. در فرآيند توليد اسيد سيتريك از خرما ابتدا عصاره گيري از خرما انجام مي گيرد، سپس فرآيندهاي تخليص و جداسازي يونهاي فلزي و تخمير انجام گرفته، در پايان مايع تخميري وارد بخش پايين دستي شده و در نهايت اسيد سيتريك توليد مي شود. توليد اين ماده از خرما در فاز آزمايشگاهي انجام گرفته است و در جهان هيچگونه نتايج تجربي در زمينه توليد در مقياس پايلوت و صنعتي وجود ندارد. لذا جهت صنعتي شدن فرآيند فوق مي بايست توليد در مقياس نيمه صنعتي انجام گيرد و در صورت موفقيت آميز بودن طراحي و توليد در واحد صنعتي انجام گيرد.

3- توليد پروتئين تك يافته (SCP): پروتئين تك ياخته سلولهاي خشك شده ميكروارگانيسم هاي مانند باكتريها، مخمرها، كپك ها، جلبك ها و قارچ هاي عالي است كه در مقياس وسيع كشت داده شده و به عنوان منبع پروتئين مورد مصرف انسان يا حيوان قرار مي گيرند. پروتئين تك ياخته بدليل ميزان تكثير بالا، ميزان محتوي پروتئين بالا، توانايي استفاده از منابع كربني ارزان قيمت و غيره جايگزين تمام يا بخشي از خوراك دام و طيور خواهد گرديد. ضايعات خرما حاوي تركيبات قندي بوده و منبع مناسبي براي توليد SCP مي باشد

4-
5- توليد چربي از خرما: مواد قندي خرما توسط ميكروارگانيسم هاي گونه پني سيليوم ليلاكيوم و پني سيليوم سوپي (زالسكي) در فرايند تخمير به چربي تبديل شده كه با روش استخراج، محصول خالص چربي بدست مي آيد. البته در اين مورد نتايج علمي كمي وجود دارد.
مهمترين فرآورده هاي غير تخميري خرما عبارتند از:

5-
1- شربت خرما: شيره خرما متداولترين فراورده مشتق از خرما مي باشد كه هم به صورت خانگي و هم صنعتي توليد مي شود. براي توليد آن خرما را با مقدار مشخصي آب مخلوط و سپس گرم مي كنند و مواد قابل حل در آب خرما استخراج مي شود. عمليات عصاره گيري فوق به صورت يك يا دو مرحله اي انجام مي گيرد و بازدهي آن حدود 80-60 درصد بر پايه مواد قابل حل خرما است. سپس عصاره فوق را تصفيه كرده و در نهايت تابريكس 75 تغليظ مي شود. فرايند تصفيه عصاره خرما جهت جداسازي مواد غير قندي است.
2- قند مايع: از عصاره استخراج شده از خرما با تصفيه بيشتر و تغليظ مي توان قند مايع توليد كرد. فرايند تصفيه فوق شامل استفاده از ستون هاي تبادل يوني، رنگ بري، جدا سازي مواد معدني و تركيبات سنگين است. از مشخصات قند فوق كريستاله نشدن آن است به همين دليل اين قند قابل تبلور نيست و مي تواند بخوبي با شربت غليظ فركتوز (HFCS)‌ رقابت كند.
3- شهد و لواشك خرما: از طرفی هسته خرما حدود 12-6 درصد وزن كل خرما را تشكيل مي دهد. مهمترين فرآورده هاي حاصل از هسته خرما عبارتند از:

1- روغن هسته خرما: از هسته خرما روغن زرد رنگ مايل به سبز كم رنگ استخراج مي شود وزن مخصوص آن 9207/0 است اسيدهاي چرب لينولنيك، لئوريك، ميريستيك، پالمتيك در آن وجود دارد. استخراج روغن از هسته خرما با حلالهاي آب، تتراكلريدكربن، هگزان، هپتان استفاده مي شود كه تجربيات نشان داده كه حلال هگزان مناسب تر است.

2- كنجاله خرما: در اثر فرايند عصاره گيري از خرما در توليد شربت و قند مايع كنجاله باقي مي ماند. كه حدود 30 درصد وزن خرما را كنجاله تشكيل مي دهد. و حاوي مواد پروتئيني، فيبر، چربي، خاكستر و مواد قندي است و از آن به عنوان خوراك دام استفاده مي شود.
3- مصارف چوب و الياف نخل: از چوب قند خرما براي توليد نئوپان و چوب مي توان استفاده كرد. از الياف خرما براي استحصال سلولز، ليگين، فورفورال استفاده مي شود همچنين از آن مي توان كاغذ توليد كرد.

7- گردو15-19

ميزان برداشت گردو در داخل كشور بر اساس آمارهاي سال 1376 به رقمي حدود 125 هزار تن در سال مي رسد. با توجه به اين موضوع كه گردو داراي دو پوست مي باشد، رقمي معادل با 40 هزار تن پوست سبز گردو بدست مي آيد. البته پوست سبز گردو با توجه به وجود موادرنگي و ديگر اجزاي آن از ساليان گذشته مورد استفاده قرار مي گرفته است، ولي اطلاعات و آمارها نشان مي دهند كه در اين زمينه جاي كار بسياري وجود داشته و مي توان با ساماندهي و صنعتي كردن آن مواد بسيار با ارزشي از قبيل چندين رنگدانه طبيعي و مواد پروتئيني از آن بدست آورد.
پوست چوبي گردو كه بعنوان ضايعات پس از جدا كردن مغز آن بدست مي آيد به حدود 60 تا 70 هزار تن در سال مي رسد. در داخل كشور تا كنون بيشتر آن را جهت سوزاندن استفاده كرده اند و البته با توجه به خصوصيات بسيار منحصر بفرد اين پوست چند طرح تحقيقاتي تا بحال به روي آن جهت استفاده در تصفيه فاضلاب و جداسازي فلزات سنگين از آب بصورت مستقيم انجام شده است. بهرحال، كاربرد بسيار با ارزش تري براي اين پوست معرفي شده است كه مربوط به تبديل آن به گونه هاي مختلفي از كربنهاي فعال مي باشد. اين پوست را مي توان بطور كلي به دو نوع كربن فعال اكسيد شده و اكسيد نشده تبديل نمود. از اين كربنهاي فعال براحتي مي توان در صنايع مختلف غذايي همچون بعنوان رنگ بر در تصفيه شكر، به عنوان جاذب فلزات سنگين در تصفيه آب استفاده نمود.

نتيجه گيري

با توجه به آمار و اطلاعات ارائه شده در قسمتهاي قبلي، ضرورت انجام كارهاي تحقيقاتي و عملياتي بر روي تبديل ضايعات كشاورزي به محصولات با ارزش و در بسياري موارد پر ارزش كاملاً محسوس است. نتايج اين بررسي نشان مي دهد كه از ميان اقلام مختلف كشاورزي كه در داخل كشور توليد مي گردد، موارد زير با توجه به ميزان كلي توليد آنها و همچنين ميزان ضايعات بدست آمده از آنها، در اولويت بيشتري قرار دارند. اين موارد شامل ضايعات كشاورزي و صنعتي، گندم، جو، شلتوك، دانه هاي روغني، گوجه فرنگي، سيب زميني، چغندر قند، پنبه، نيشكر، مركبات، سيب، انگور، خرما، پسته، بادام، گردو، چاي و زيتون مي گردد.