مقدمه:
استابیلایزرها جز بخش ضروری مواد غذایی هستند و در طبقه بندی افزودنی های غذا قرار می گیرند. سبب ایجاد بافت نرم در مواد غذایی با ترکیب همگن دو یا چند ترکیب ماده غذایی پخش نشدنی می شود. بعد از افزودن استابیلایزرها به محصولات غذایی، ترکیبی با خواص فیزیکو شیمیایی پایدار حاصل میگردد. علاوه بر بهبود و پایداری بافت محصولات، استابیلایزرها به عنوان نانو ساختارها، جهت کنترل، حفظ و افزایش رنگ و مزه موجود در ماده غذایی مورد مصرف قرار میگیرد. رنج وسیعی از استابیلایزرها در محصولات غذایی مورد استفاده قرار می گیرد و زمان استفاده قانونی از آن به بیش از نیم قرن می رسد. برای محصولات غذایی متنوع از جمله نانوایی، نوشیدنی، شیرینی، مارگارین، شورتنینگ و محصولات لبنی مورد استفاده قرار می گیرند. استابیلایزرها به طور معمول جهت بهبود تغلیظ کنندگی، احساس دهانی، پایداری ساختار محصولات، ظرفیت نگهداری آب، ویسکوزیته و قوام بافت خامه ای مورد مصرف قرار می گیرند. کاربرد آن ها در محصولات غذایی سبب کاهش مصرف تخم مرغ و روغن ها شده و در نهایت سبب افزایش محصولات کم کالری می شود. ویژگی اتصال به آب سبب افزایش زمان ماندگاری محصولات می شود.انتخاب استابیلایزر براساس طبیعت محصولات غذایی مهم هستند و تا حد زیادی به ویژگی عملکردی استابیلایزرها، واکنش با ترکیبات دیگر، مورد مصرف مدنظر و نتیجه، ویژگی های قانونی بستگی دارد. استابیلایزرهایی که سبب افزایش زمان ماندگاری محصولات غذایی با جلوگیری از حمله ی میکروبی می شوند، استابیلایزر گرید غذایی می نامند.
برخی از استابیلایزرهای پلی ساکاریدی با پروتئین های شیرو دیگر ترکیبات اثر سینرزیستی دارند.نقش پلی ساکارید واکنش دهنده باید در طی تولید محصولات لبنی در نظر گرفته شود. مثال کلی از اثر سینرژیستی ، واکنش بین کاپاکاراگینان و کاپاکازئین در محصولات لبنی که نیاز به قدرت ژل دارند، است. اگرچه نوع امولسیفایر یا استابیلایزر و زمان افزودن آن ها طی فرایند محصولات لبنی روی ویژگی های محصولات موثر است. علم به واکنش های فیزیکی وشیمیایی این افزودنی ها(استابیلایزرها) با کازئین، پروتئین ها، لیپید و آب در شیر بومی، در بهبود محصولات لبنی طعم دار و کاربردی مهم است.
در سالهاي اخير ميزان مصرف اين تركيبات به شدت افزايش يافته است. اين تركيبات در غلظت هاي بسيار كم گاها كمتر از يك درصد بر ويژگي هاي بافتي و ارگانولپتيك محصولات اثرات زيادي دارند. مهم ترین هیدروکلوئیدهای مورد استفاده در جدول1-1 ارائه شده ست.
جدول1-1 منبع هیدروکلوئیدهای مهم تجاری
بازار جهاني هيدروكلوئيد ها در حدود 4.4 ميليارد دلار با حجم توليد 260 هزار تن است و رشد آن در حدود 2-3 درصد است. انتخاب هيدروكلوئيد بستگي به عواملي از قبيل ويژگي هاي آنها، قيمت و نحوه توزيع دارد.
ویژگی های تغلیظ کنندگی
ویسکوزیته محلول های پلیمری در غلظت بحرانی (c*) critical concentration به شدت افزایش میابد.که نشان دهنده عبور از منطقه dilute region که در آن مولکول های پلیمر به طور مستقل در محلول حرکت کرده بدون نفوذ به یکدیگر به منطقهsemi-dilute region که مولکول ها با یکدیگر تماس داشته و ممکن است در داخل یکیگر نفوذ کنند. محلول های پلی ساکاریدی در غلظت های بسیار کم تر از c* رفتار نیوتنی از خود نشان میدهند. البته در غلظت های بالاتر c* رفتارهای غیرنیوتنی معمولا مشاهده می شود. پلیمرهای باردار ویسکوزیته بیشتری نسبت به پلیمرهای خنثی با وزن مولکولی مشابه دارند. که دلیل آن بازتر بودن ساختار آنها بدلیل دافعه های الکترواستاکیکی می باشد. تنظیم pHو قدرت یونی جهت کاهش تفکیک پلیمر موجب کاهش ویسکوزیته آن می گردد. استثنا كربوكسي متيل سلولز و زانتان كه با افزودن الكتروليت ويسكوزيته آنها افزايش مي يابد. مهمترين هيدروكلوئيد هايي كه جهت افزايش ويسكوزيته از آنها استفاده مي شوند در جدول1-2ارائه شده است.
جدول2-1هیدروکلوئیدهای اصلی تغلیظ کننده
ویژگی ویسکوالاستیکی
محلول هاي هيدروكلوئيد معمولا ويسكوالاستيك بوده ميزان مدولهاي loss و storage در آنها قابل اندازه گيري است. در محلولهاي رقيق با غلظت كمتر از c* اغلب پليمرها G̋ بزرگتري نسبت به G̕در اغلب فركانس ها از خود نشان مي دهند. هر دو G̕و G̋ وابستگي زيادي به فركانس دارند. G̋ وابسته به فرکانس ω بوده در حالیکه G̕ وابسته به فرکانس ω2 می باشد. در نتیجه در فرکانس های بالا G̕> G̋ است. در غلظت هاي بالاتر ازc*، G̕و G̋ هر دو وابسته به فركانس بوده ولي G̕ بزرگتر از G̋ در محدوده ی وسیعی از فرکانس است. برخي از پلي ساكاريد ها به ويژه صمغ زانتان تمايل دارند در محلول هاي آبي تشكيل زنجيره هاي بين مولكولي دهند كه در نتيجه آن شبكه اي سه بعدي ايجاد مي شود. نواحي اتصال به راحتي شكسته شده حتي در سرعت هاي برش بسيار كم در اين سيستم ها G̕> G̋ در محدوده وسیعی از فرکانس است. ساير پلي ساكاريد ها براي مثال آميلوز، آگاروز، كاراگينان و ژلان توانايي تشكيل نواحي بين مولكولي پايدار را دارند در نتيجه تشكيل ژلهاي فوري مي دهند. در اين سيستم ها G̕> G̋ و وابستگي به فرکانس ندارند. ژلهاي هيدروكلوئيدي به عنوان physical gels شناخته می شوند. زيرا نواحي تماس در اثر اينتراكشن هاي فيزيكي ايجاد شده است. براي مثال توسط پيوندهاي هيدروژني، تجمع هيدروفوبيك و .. و از ژلهاي سنتزي متفاوتي بوده كه در آنها زنجيره پلي مري توسط پيوند كووالانسي ايجاد شده اند. تشكيل ژل نياز به حداقل غلظت هيدروكلوئيد دارد. براي مثال آگاروز در غلظت هاي بسيار پائين 0.2درصد تشكيل ژل مي دهد در حاليكه برخي نشاسته ها در غلظت 15 درصد، معمولا بيشترين هيدروكلوئيد ها در غلظت هاي كمتر از 1درصد ژل تشكيل مي دهند. قدرت ژل با افزايش وزن مولكولي افزايش مي يابد. مهمترين هيدروكلوئيد تشكيل دهنده ژل در جدول 3-1 و شكل1-1 ارائه شده است.
شکل1-1مقایسه استاندارد بافت ژل های تولید شده از هیدروکلوئیدهای مختلف
جدول3-1 عوامل اصلی ژل هیدروکلوئیدی
ترکیبات سینرژیستی
مخلوط هيدروكلوئيد ها جهت نوسعه محصولات با ويژگي هاي رئولوژيكي و بافتي جديد در راستاي كاهش قيمت استفاده مي شوند. مثالهاي آنها شامل اضافه كردن LBG به كاپاكاراگينان جهت توليد ژل نرمتر و شفاف تر يا اضافه كردن LBG به زانتان جهت تحريك ايجاد ژل است. دليل اثرات سينرژيستي مربوط به پيوستن مولكولهاي هيدروكلوئيد هاي مختلف و يا تفكيك آنها است. در صورتيكه دوهيدروكلوئيد با يكديگر پيوند برقرار كنند سپس رسوب و يا تشكيل ژل اتفاق مي افتد. هيدروكلوئيد هاي با بار مخالف ( براي مثال كمتر از ايزوالكتريك و يك پلي ساكاريد آنيونيك) ممكن است به يكديگر پيوند شده و رسوب نمايند. البته در pH پروئين ها در برخي حالت ها موجب تشكيل ژل مي شود. در صورتيكه دو هيدروكلوئيد با يكديگر پيوند برقرار نكنند بنابراين در غلظت هاي كم هر دو در يك محلول هموژن پراكنده هستند. با افزايش غلظت آنها دو فاز كاملا جدا تشكيل شده كه در هر فاز يك هيدروكلوئيد وجود دارد. پديده جداسازي فاز شامل تشكيل امولسيونهاي آب در آب است كه قطرات محلول يك هيدروكلوئيد در فاز پيوسته كه محلول يك هيدروكلوئيد ديگر است پراكنده مي شود. در اين قسمت مهمترين هيدروكلوئيد هاي مورد استفاده در صنايع غذايي و كاربرد آنها ارائه شده است.
نتیجه:
تولیدی شوان گروه پارسه با تکیه بر دانش متخصصین و ارزیابی کامل تحقیقات روز دنیا، تلاش به تولید استابیلایزرهای کارآمد از نظر کیفی و اقتصادی را دارد. هم چنین یکی از مهم ترین اهداف این شرکت تلاش به ارتقای سلامت محصولات غذایی با استفاده از مواد اولیه مناسب و کارآمد در فرمولاسیون است. لذا بمنظور افزایش اطلاعات، بخشی از تحقیقات مربوطه به مواد تخصصی مورد استفاده در محصولات خود را در این بخش در اختیار علاقه مندان قرار میدهد.
