آب

  • تاریخ انتشار : ۱۳۹۵/۱۲/۰۷

آب

حدود %۷۰ وزن بدن انسان را تشكيل مي دهد. مهمترين منابع آب شامل آب باران، آب چشمه ، آب هاي زير زميني و آب هاي سطحي مي باشند. در خصوص آب هاي زير زميني يعني آبي كه املاح را در خود حل كرده و به سطح زمين مي آورند كه اگر مقدار اين املاح از يك گرم در ليتر بيشتر باشد به آن آب معدني مي گويند.

مواد موجود در آب و درجه سختي آن:

آب خالص نيست و همواره ناخالصي هايي در آن موجود است و از مهمترين مواد موجود در آن به املاح اشاره مي كنيم كه مهمترين املاح، تركيبات دو ظرفيتي هستند و ميزان آنها در آب به سختي آب معروف است و معمولاً سختي آب را با يون هاي منيزيم و كلسيم نشان مي دهند كه هرچه مقادير اين يون ها در آب بيشتر باشد آب سخت تر است و هرچه كمتر باشد آب سبك تر است.

درجه سختي آب طبق استاندارد كشور آلمان، معادل  mg10 مي باشد. استاندارد فرانسه:  mg10 استاندارد آمريكا:  mg1 استاندارد انگلستان:  mg1 نيز وجود دارد اما ايران از استاندارد آلمان استفاده مي كند.

در مورد سختي آب ۶ حالت وجود دارد كه عبارتند از:

درجه سختي خيلي سبك   ۴۰-۰

سبك ۷۰-۴۰ نيمه سخت    ۲۱۰-۱۴۰

نسبتاً سخت  ۳۲۰-۲۱۰

سخت ۵۲۰-۳۲۰

خيلي سخت  ۵۲۰>

درجه سختي آب شرب براي انسان بين آب سبك و نيمه سخت مي باشد يعني محدوده ۲۱۰- ۷۰ چنانچه آب خيلي سبك باشد (يعني مقدار كلسيم كم باشد) CO2 در آب آزاد مي شود و آب حالت اسيدي پيدا مي كند. آبي كه حالت اسيدي پيدا مي كند خوشمزه نيست و از طرفي موجب خوردگي لوله آب، سوراخ شدن و پوسيدگي آنها مي شود. براي مثال از نواحي خوردگي لوله ها آهن يا آرسنيك وارد آب مي شود و باعث مسموميت انسان مي شود.

آب سخت نيز مورد مصرف انسان نبوده و ضمن اينكه اين آب نيز خوشمزه نمي باشد بروي پخت مواد غذايي تأثير نامطلوبي دارد. مثلاً باعث مي شود چاي بدطعم شود و يا مدت پخت حبوبات را بالا مي برد.  بطوركلي سختي آب را به دو قسمت تقسيم مي كنند: ۱- سختي كربناته (موقتي) ۲- سختي غيركربناته (دائمي). كه اگر سختي آب مربوط به املاح كلسيم و منيزيم باشد به سختي كربناته معروف است و اگر سختي آب مربوط به تركيبات غير كربناته مانند سولفات ها و سيليكات ها باشد به سختي غير كربناته معروف است. بنابراين سختي كل آب شامل سختي كربناته و غيركربناته مي باشد.

در آب به جز املاح كه آنها را سختي تعريف كرديم مواد ديگري نيز در آب وجود دارد مانند نيترات ها كه حد مجاز استاندارد آن  ۱۰-۵ است، اگر بيشتر باشد و به  ۴۰برسد ايجاد سيانوز در افراد و مرگ اطفال شير خوار مي شود. براي تبديل نيترات به نيتريت به باكتري هاي خاصي در معده نياز است است كه عمل احياء را انجام دهد. به جز نيترات در آب ممكن است نيتريت هم موجود است كه حد مجاز آن در آب صفر گزارش شده است كه اگر به  ۳/۰ برسد يعني آب آلوده به ادرار يا مدفوع است. ميزان آمونياك آب نيز بايد صفر باشد همچنين ميزان فسفات بين  ۱/۰-۳/۰ بايد باشد كه در آب هاي كشاورزي چون كودهاي فسفاته استفاده مي شود مقدار فسفات بيشتر است. در آب مصرفي به جز موارد گفته شده مواد آلي نيز وجود دارد براي اندازه گيري اين مواد آلي از انديس پر منگنات استفاده مي شود كه طبق تعريف اين انديس عبارت است از مقدار پرمنگناتي كه براي اكسيد كردن مواد آلي در يك ليتر آب ضروري است هرچه مواد آلي بيشتر باشد اين آنديس بيشتر است.

تصفيه آب:

شامل چند مرحله است كه عبارتند از :

۱- فيلتراسيون

۲- گند زدايي

۳- گرفتن املاح مربوط به سختي

۴- گرفتن آهن و منگنز از آب

۵- گرفتنCO2 از آب

۱- فيلتراسيون: در آب مواد مختلفي مانند خزه و شن وجود دارد كه بايد جدا شود و اين كار در برج هاي استوانه اي شكل كه از شن ريزه پر شده انجام مي گيرد بدين صورت كه آب را از لايه هاي شني عبور داده در نتيجه مواد شناور بين منافذ شن رسوب مي كنند. براي تسريع فيلتراسيون مي توان به آب دو ماده شيميايي اضافه كرد ۱- سولفات آلومينيوم ۲- سولفات فريك.

۲- گندزدايي: با توجه به PH مناسب آب، آب محيط مناسبي براي رشد MOها مي باشد ومي تواند باعث بروز برخي بيماري ها در انسان باشد مانند وبا و حصبه. از باكتري E.Coli به عنوان شاخص آلودگي آب استفاده مي شود. بنابراين اگر اين باكتري در آب آشاميدني وجود داشته باشد نشانه پاتوژن و بيماري زايي است. براي تشخيص آلودگي آب مصرفي از معياري به نام Colititre استفاده مي كنيم كه عبارت است از ميلي ليتر آبي كه در آن باكتري E.Coli مشاهده نشده است. پس هرچه اين انديس كمتر باشد آب سالمتر است. براي ضد عفوني كردن آب مصرفي از چند روش استفاده مي شود كه عبارت است از: الف) افزودن مواد شيميايي به آب مانند كلر يا ازن(O3) يا يون فلزات مثل نقره. ب) جوشاندن آب. پس از آنكه آب ضدعفوني شد در زمان ذخيره سازي آب ضدعفوني شده از اشعه uv با طول موج كوتاه استفاده مي كنند.

۳- گرفتن املاح مربوط به سختي: براي انجام اين مرحله نيز راه هاي مختلفي وجود دارد كه عبارتند از: الف) حرارت دادن: (فقط در منازل قابل اجراست و در صنعت كاربرد ندارد) در اثر حرارت دادن سختي موجود در آب به رسوب CaCO3 تبديل مي شود كه اين امر باعث كاهش سختي آب مي شود. ب) در صنايع مواد شيميايي اضافه مي شود: كه مهمترين آن آب آهك زنده است. دراين حالت CaCO3 به حالت رسوب تشكيل مي شود، همچنين براي كاهش سختي غيركربناته كه معمولاً تركيبات سولفات كلسيم يا منيزيم است بايد سختي غيركربناته را به سختي كربناته تبديل كنيم، اين كار با اضافه كردن Na2CO3 يا كربنات سديم انجام مي شود. ج) استفاده از تعويض يوني: معمولاً از رزين ها استفاده مي شود كه تبادل كننده يون ها هستند و در واقع مبادله يون سديم با كلسيم انجام مي شود.

۴- گرفتن آهن و منگنز از آب: علت اينكه اين مواد را از آب حذف مي كنيم اين است كه موجب بدرنگ شدن و زرد شدن رنگ آب مي شود و ايجاد رسوب سياه رنگ در شست و شوي لباس مي كند، همچنين اين يون ها سبب مسدود شدن لوله ها مي شود، زيرا برخي باكتري ها آهن دوست بوده و وجود يون هاي آهن در آب باعث رشد اين باكتري ها مي شود، رشد آنها بصورت زنجيره اي است و درنتيجه لوله را مسدود مي كنند. روش حذف آهن و منگنز از آب، هوادهي با اكسيژن است تا به شكل رسوبFe(OH)3 وMn(OH)4 (هيدروكسيد آهن و هيدروكسيد منگنز) و سپس از فيلتر شني عبور مي دهند تا آهن و منگنز بين لايه هاي شني رسوب كنند.

۵- گرفتن CO2 از آب: وجود CO2 زياد در آّب باعث مي شود آب اسيدي باشد، براي حذف CO2 از آب مي توان از دو روش زير استفاده كرد:

الف) مكانيكي: به آب مورد نظر هوا(اكسيژن) دميده مي شود درنتيجه CO2 خارج مي شود.

ب) شيميايي: متناسب با CO2 اضافي در آب، آب آهك مرده اضافه مي كنند كه دراين صورت رسوب بي كربنات كلسيم خواهيم داشت.

انواع آب موجود در مواد غذايي: آب در %۹۸ مواد غذايي وجود دارد و حتي اگر ماده اي را خشك تصور كنيم مانند شيرخشك يا آرد بازهم %۱۳-۱۲ آب دارد، فقط كريستال هاي شكر، قند و روغن تقريباً فاقد آب هستند.

آب به شكل هاي مختلفي در مواد غذايي وجود دارد: ۱- آب آزاد          ۲- آب ثابت          ۳- آب پيوسته          ۴- آبي كه به شكل امولسيون در كره وجود دارد.

۱- آبي است كه در اثر فشردن مواد غذايي از آن خارج مي شود و حلال خوبي است. كليه خواص فيزيكي آب را دارد و توسط نيروهاي سطحي نگه داري مي شود.

۲- آبي است كه اتصال ضعيفي با گروه هاي پروتئيني مواد غذايي داشته و مشخصه W.H.C مواد غذايي است.

۳- آبي است كه اتصالات محكمي با گروههاي فعال پروتئيني داشته، حلال خوبي نيست و خواص كلي آب را ندارد مثلاً در صفر درجه منجمد نمي شود بلكه در ۲۰- درجه سانتيگراد منجمد مي شود.

۴- آبي كه در كره وجود دارد از نوع امولسيون Water oil است. كره %۱۸-۱۶ آب دارد و اين آب هيچگاه از كره جدا نمي شود مگر آنكه فاز امولسيون شكسته شود و دو فاز مي شود.   خواص كلي آب: برخي خواص آب در صنايع ايجاد مزاحمت مي كند مثلاً وقتي منجمد مي شود به علت افزايش حجم ايجاد مزاحمت مي كند. كريستال هاي يخ موجب پارگي غشاهاي سلول ماده غدايي شده و از اين قسمت ها برخي ويتامين هاي محلول در آب و همچنين پروتئين ها و املاح محلول در آب خارج شده و ارزش غذايي ماده غذايي كاهش مي يابد، اين در زماني اتفاق مي افتد كه سرعت انجماد كند باشد.

در سرعت هاي بالاي انجماد كريستال هاي يخ ريزند و به غشاء سلول مواد غذايي آسيبي نمي رساند. آب همچنين حلال بسيار خوبي است زيرا ماهيت آب ماهيتي قطبي است و بسياري از تركيبات مانند اسيدها، املاح و تركيبات قندي در آن حل مي شود و با آب پيوند قوي برقرار مي كند.  خاصيت ديگر آب بالا بودن گرماي ويژه و نهان تبخير است، زيرا پيوندهاي هيدروژني در مولكول آب به قدري قوي هستند كه بايد يراين پيوندها غلبه كنيم و اين باعث افزايش گرماي ويژه و نهان تبخير مي شود.

از خواص ديگر آب، به قابل استفاده بودن آب براي موجودات مي توان اشاره كرد يعني از طريق آب، مواد غذايي وارد سلول و مواد زائد از اين طريق خارج مي شوند كه دراين خصوص مي توان به آّب فعال aw  اشاره كرد كه برابر است با فشار بخار آب در ماده غذايي نسبت به فشار بخار آب. در فرآيندهاي خشك كردن و تغليظ مواد غذايي كه در نگه داري و ذخيره سازي كاربرد دارد ميزان فعاليت آبي مواد غذايي كم شده و ميزان فشار اسمزي زياد مي شود و درنتيجه رشد ميكروب ها و آنزيم ها مختل شده و قابليت نگه داري بيشتر مي شود.

 

منبع:

fooda.ir