بخشی از مقاله
بررسي امولسيفايرها و عملکرد آنها در صنعت پخت نان
چکيده
در اين مقاله به بحث فني در مورد امولسيفاير در صنعت نان پرداخته مي شود. امولسيفاير غذايي مولکولهاي شيميايي مشخص با حضور يک بخش آب دوست و يک بخش آب گريز هستند. جزء آب گريز از اسيد چرب ساخته شده است . جزء آب دوست شامل دو گليسرول يا يکي از مشتقات استر توليد شده از واکنشهاي آلي اسيدها است . يک امولسيفاير فاز غير قابل حل شدني را در امولسيون کاهش مي دهد و به شکل يک فاز همگن پايدار در مي آورد. در صنعت نان امولسيفايرها به عنوان مهمترين افزودني استفاده مي شوند. امولسيفاير با تغيير ويژگيهاي خمير نان ، موجب بهبود کيفيت نان مي گردند. در اين مقاله عملکرد امولسيفايرها در کمپلکس سازي نشاسته به عنوان امولسيفاير به طور فني مورد بررسي قرار مي گيرد. HLB به عنوان يک ويژگي مهم در عملکرد امولسيفاير بيان مي شود. همچنني دو تئوري مهم در مکانيسم استحکام بخشيدن به خمير توسط امولسيفاير بررسي مي شود. نقش امولسيفاير مونو اسيل گليسرول ها در جلوگيري از بياتي نان , DATA ESTERS, DATEM به عنوان حجم دهنده قرص نان و امولسيفاير سديم استئاروئيل ٢- لاکتيلات (SL) به عنوان بهبود دهنده کيفيت نان بررسي مي گردند.
کلمات کليدي
امولسيفاير, کمپلکس سازي نشاسته , بياتي نان , لسيتني .
١- مقدمه
امروزه استفاده از مواد افزودني در صنعت پخت نان امري متداول شده است . امولسيفايرها مرسوم ترين افزودني مورد استفاده در صنعت پخت نان هستند که ويژگيهاي خمير نان را تغيير داده و کيفيت نان را بهبود مي بخشند. برخي از متداول ترين امولسيفايرها در اين زمينه عبارتند از استرمنوگليسيريدهاي استيل تارتاريک اسيد و لسيتني که به عنوان بهبود دهنده خمير شناخته مي شوند و مونو اسيل گليسرول ها که به عنوان عامل ضد بياتي نان يا نرم کننده نان شناخته شده اند. در صنايع غذايي تشکيل يک مخلوط همگن از ترکيبات غذايي کاملا غير قابل امتزاج (مانند نفت و آب ) يک چالش مهم است .
امولسيفايرهاي غذايي , مولکولهاي شيميايي مشخص با حضور يک بخش آب دوست و يک بخش آب گريز ميباشند. جزء آب گريز از اسيد چرب ساخته شده است در حالي که بخش هيدروفيل (آب دوست ) شامل دو گليسرول يا يکي از مشتقات استر توليد شده از واکنشهاي آلي اسيدهايي مانند لاکتيک , سيتريک اسيد استيک يا اسيد تارتاريک مي باشد. به عنوان مواد افزودني امولسيفايرهاي غذايي نقش مهمي را در فعال کردن اجزاء هيدروفيل (مانند آب ) و مواد آب گريز (هيدروفوبيک ) از قبيل روغن هاي مخلوط با هم به صورت يک محصول همگن پايدار, مداوم و يا يک امولسيون ايفا مي کنند. نمونه هايي از محصولات غذايي امولسيون شامل سس مايونز, بستني , شير هموژنيزه , هستند که از مواد آب دوست و آب گريز (هيدروفيل و هيدروفوبيک ) تشکيل شده اند. در ادامه به شرح مکانيزم امولسيفايرهاي غذايي , کمپلکس سازي نشاسته , بررسي HLB, طبقه بندي انواع امولسيفايرها, نقش امولسيفاير در تهيه نان , تاثير امولسيفاير در ممانعت از بياتي نان , کاربرد مهمترين امولسيفاير ها در صنعت نان و در انتها به نتيجه گيري مي پردازيم .
٢- مکانيزم امولسيفايرهاي غذايي
امولسيون ها مخلوط هاي ناهمگن کلوئيدي از ذرات کوچک مولکولي از يک جزء در جزء غير قابل امتزاج ديگر که به حالت تعليق در آمده است , مي باشند. حل نشدن اين مواد به دليل اختلاف نيروي کشش سطحي و تفاوت در چگالي که بني دو جزء وجود دارد, رخ مي دهد. يک امولسيفاير فاز غير قابل حل شدني را در امولسيون کاهش مي دهد و به شکل يک فاز همگن پايدار در مي آورد. امولسيفاير دو عملکرد مهم دارد. با تشکيل يک لايه باردار الکتريکي در فصل مشترک با فاز پيوسته که نتيجه اش پايداري کلوئيدي ذرات در آن سيستم مي شود؛ همچنني با کاهش کشش سطحي منجر به کاهش انرژي ذرات روي فصل مشترک مي شود. در مورد مايعات اصطلاح امولسيون به پراکندگي دو مايع که تحت شرايط نرمال قابل انحلال نيستند اشاره دارد (مانند آب و نفت ), هنگامي که با استفاده از امولسيفاير مخلوط شوند يک امولسيون از قطرات کوچکي از يک فاز پراکنده (نفت ) به داخل يک فاز پيوسته ديگري (آب ) تشکيل مي شود (شکل ١).
شکل (١): عملکرد امولسيفايرها, a. امولسيفاير در فصل مشترک آب و روغن . b. پراکندگي مولکولهاي روغن در آب .
٣- کمپلکس سازي نشاسته
نقش ديگر امولسيفاير ها در غذا کمپلکس سازي نشاسته است که رنج وسيعي از کاربردها را دارد .دانه هاي نشاسته شامل : پليمر خطي پلي ساکاريد از واحدهاي قندي D-گلوکز نامحلول در آب معروف به آميلاز (a-) و شاخه هاي فراوان ديگري از مولکول پليمر گلوکز محلول در آب معروف به آميلوپکتني (b-)؛ مي باشد. امولسيفايرهايي مانند لسيتني که شامل ٢ دسته اسيد چرب هستند براي عامل کمپلکس دهنده نشاسته موثر نخواهند بود, مگر اينکه آنها برخي تغيير و تبديل هاي شيميايي را تحمل کنند . اين تغييرات شيميايي مانند شکستن اسيد چرب با استفاده از آنزيم فسفوليپاز مي باشد(c-). زماني که نشاسته در آب پراکنده مي شود و گرم مي گردد, دانه ها تم ايل پيدا مي کنند تا آب جذب کنند و بزرگ و متورم شوند .در واقع آنها ژلاتينه مي شوند که در اين حالت مولکول هاي نشاسته به حالت ويسکوزي مي رسند و ساختار ژلي تشکيل مي دهند . زماني که محلول سرد مي شود ,مولکول هاي نشاسته تم ايل دارند تا به يکديگرنزديک تر شوند و در اثر اين فشرده سازي آب جذب شده ,خارج مي گردد .اين اتفاق باعث مي شود نشاسته در فرايند معروف به پس روي مجددا متبلور شود . در محصولاتي که پس روي رخ مي دهد (مانند نان ) ,امولسيفاير ها به منظور به تعويق افتادن اين فرايند ترکيب مي شوند و نرمي محصول را حفظ مي کنند .در طول ژلاتينه شدن , اسيد هاي چرب خطي آميلوز ساختار مارپيچي را تشکيل مي دهند .قسمت داخلي آن تم ايل دارد تا خواص چربي دوستي خفيفي را دارا شود .زماني که امولسيفاير با آميلوز در سرتاسر قسمت انتهايي آب دوست ساختار مارپيچي شان کمپلکس مي شود ,به طور خودکار مولکول هاي آميلوز در برابر پس روي مهار مي شوند
.
شکل (٢): ساختار شيميايي (a) آميلوز ؛ (b) آميلوپکتني ؛و (c) فسفوليپاز
٤- عوامل موثر در عملکرد امولسيفاير تعادل آب دوست – چربي دوست
اندازه گيري تعادل آب دوست -چربي دوست (HLB) در تعيني چگونگي اثربخشي امولسيفاير موجود در محيط کشت ويژه ،مهم مي باشد ,مخصوصا براي غذا هاي ساده .HLB مقاديري از ٠ تا ٢٠ دارد, نشان دهنده امولسيون کنندگي روغن يا خواص کششي آب مي باشد .اگر يک امولسيفاير مقدار کمي HLB را نشان دهد ,اين بدين معناست که قويا چربي دوست است ؛HLB بالا بر آب دوست بودن دلالت دارد .به معني ديگر؛هر گاه در فاز مداوم نسبت بالايي روغن تشکيل شود ,بهترين امولسيفاير يکي با کمترين مقدار عددي HLB مي باشد .بر عکس آن هم در مواردي که در فاز مداوم آب تشکيل مي شود ,صادق است .
مقادير HLB مي تواند به کار برده شود تا اهميت خواص امولسيفاير ها توصيف شود .بعنوان مثال ,يک امولسيفاير عامل کف زاي خوبي است هرگاه رنج مقدار HLB آنها بني ٠ تا ٣ باشد ؛اين امولسيفاير خواص امولسيون کنندگي آب در روغن خوبي دارد هرگاه مقدار HLB آنها بني ۴ تا ۶ باشد ؛و همچنني عامل خيس کنندگي خوبي مي باشد هرگاه مقدار
HLB بني ٧ تا ٩ باشد .امولسيفاير ها با مقدار HLB در رنج ١٨-٨ بعنوان امولسيفاير روغن در آب خيلي مناسب اند و همچنني هيدروليز کننده هاي خوبي را تشکيل مي دهند.
٥- انواع امولسيفاير هاي غذا- طبقه بندي کلي
امولسيفاير هاي غذا به دو گروه اصلي تقسيم مي شوند: طبيعي و سينتيک .گونه هاي سينتيک امولسيفاير ها که در صنايع غذايي استفاده مي شود ؛شامل امولسيفاير هاي با وزن مولکولي پايني (مونوو در گليسريدها) و وزن مولکولي بالا (پليمري مانند پلي سورباتها ,آلژينات ها ,کاراژينان ها ,صمغ و ژلاتني ها در شکل a-c)مي باشد
.مونو و دي گليسريد هاي با وزن مولکولي پايني به شدت چربي دوست هستند,با مقادير HLB بني رنج ١تا ١٠ .اکثريت امولسيفاير هاي سينتيک ,تغيير شکل هايي از مونو گليسريد هستند ؛مانند,مونوگليسريدهاي استيل دار شده يا استرهاي اسيد آلي از مونوگليسريدها .
