بخشی از مقاله
چکیده
شربت ذرت با فروکتوز بالا 1 - HFCS - یک شیرین کننده مایع جایگزین ساکارز است که از نشاسته ذرت و توسط هیدرولیز اسیدی - اسید کلریدریک - یا آنزیمی - آلفاآمیلاز و گلوکوآمیلاز - به شربت ذرت حاوی گلوکز تبدیل می شود و سپس توسط آنزیم گلوکز ایزومراز گلوکز در شربت ذرت به فروکتوز تبدیل می شود و شربت ذرت با فروکتوز بالا - HFCS - حاصل می گردد که بر اساس میزان فروکتوز آن به انواع 90 HFCS، 42 HFCSو 55 HFCS طبقه بندی می گردد.
90 HFCS محصول اصلی این فرایند است که با شربت گلوکز برای بدست آوردن 42 HFCS و 55 HFCS مخلوط می گردد. در حال حاضر HFCS شیرین کننده ای است که در طیف گسترده ای از مواد غذایی فرآوری شده و نوشیدنی ها از جمله نوشابه های گازدار، آب میوه ها، محصولات نانوایی، دسرهای لبنی، سس ها و ...... استفاده می شود. HFCS دارای مزایای بسیاری در مقایسه با ساکارز است که آن را برای تولیدکنندگان مواد غذایی جذاب می کند.
این مزایا شامل میزان شیرینی، حلالیت بالا، بهبود دهنده طعم، قابلیت جذب رطوبت، قابلیت تخمیر، قدرت احیا کنندگی، کنترل کریستالیزاسیون، تعدیل تقطه انجماد، بالا بردن فشار اسمزی، افزایش زمان ماندگاری و ارزانی و مقرون به صرفه بودن آن می باشد. در این مقاله ساکارز و HFCS از نظر تولید، ترکیب و ساختار، ویژگی های عملکردی و کاربرد در صنایع غذایی مختلف مقایسه و درصد جایگزینی، الگوهای مصرف و ترکیب آنها در خون بعد از هضم بررسی خواهند شد.
مقدمه
قندها بخش مهمی از رژیم غذایی انسان هستند و نه تنها از طریق مقادیر طبیعی که در میوهها، سبزیجات و دانههای روغنی وجود دارند، بلکه توسط شیرینکنندههایی که به غذاهای فرآوری شده و نوشیدنیها افزوده شده، نیز تأمین میشوند. از آنجا که این شیرینکنندهها به عنوان انرژی قابل متابولیزه شدن در رژیم غذایی محسوب میشوند، به آنها شیرینکنندههای »کالریک« یا »مغذی« میگویند. در این مقاله به شیرینکنندههای گلوکز - فروکتوز پرداخته می شود، شیرینکنندههایی که حاوی هر دو نوع قند هستند.
مهمترین آنها شکر - ساکارز - و شربت ذرت فروکتوز بالا هستند.[ 1-2 ] شکر از نیشکر یا چغندر قند به دست میآید و در 123 کشور در سرتاسر جهان تولید میشود. نیشکر 12-13 درصد ساکارز دارد. در سال 2011، پنج کشور جهان که بیشترین میزان تولید نیشکر را داشتند به ترتیب برزیل، هند، چین، تایلند و پاکستان بودند. این کشورها روی هم رفته 1/3 تریلیون تن نیشکر تولید کردند که %75 از محصول نیشکر سالانه جهان است. چغندر قند امروزی نیز %16 ساکارز دارد. پنج کشور اصلی تولید کننده چغندر قند در سال 2011 عبارت بودند از روسیه، فرانسه، ایالات متحده آمریکا، آلمان و اوکراین با مجموع تولید 1/5 میلیون تن که %57 از کل محصول چغندر قند سالیانه جهان است.
[3-8 ] تاریخ شربت ذرت فروکتوز بالا با شکر مرتبط است، چرا که آغاز تقاضای شربت ذرت فروکتوز بالا مدیون ناآرامیهای دورهای در تأمین شکر بود. در این دورهها، به دلیل بیثباتی آب و هوا یا سیاست در مناطق تولید نیشکر و چغندر قند، ذخایر شکر کم و قیمت آن بالا رفت و این موضوع برای تولیدکنندگان نوشیدنی و مواد غذایی مشکل ایجاد کرد. از اواسط قرن بیستم تا کنون قیمت شکر چندین برابر شده است.
این باعث شد تا فرصتی برای صنعت آسیاب مرطوب ذرت به وجود بیاید که به مواد خام فراوان و مطمئن دسترسی داشت - نشاسته ذرت - و به دنبال روش جدیدی برای استفاده از آن بود. محصولات موجود از قبیل شربت ذرت معمولی و دکستروز فاقد شیرینی و خصوصیات عملکردی کافی برای رقابت با شکر بودند. مجموعهای از پیشرفتهای فنی به طور غیرمترقبهای با بزرگترین ناآرامیها در زمینه تولید شکر همزمان شد و باعث تولید محصولی به نام شربت ذرت فروکتوز بالا که دقیقاً به اندازه ساکارز شیرینی و عملکرد داشت، گردید. بنابراین شربت ذرت فروکتوز بالا تنها رقیب جدی نیشکر و چغندر قند در پاسخ به بینظمیهای تأمین شکر به دلیل جنگ، آب و هوا یا سیاست به وجود آمد.[ 9-12 ]
ترکیب و ساختار
معمولاًشربت ذرت فروکتوز بالا را با شربت ذرت معمولی - که کاملاً گلوکز است - یا فروکتوز بلوری - که کاملاً فروکتوز است - اشتباه میگیرند. در واقع شربت ذرت فروکتوز بالا هیچ یک از این دو نبوده و باعث ایجاد سوءتفاهمهایی در مورد این شیرینکننده شده است. مقایسه ترکیبهای انتخابی از نیشکر و شیرینکننده ذرت در جدول 1 نشان شده است .[13-15] چند شباهت و تفاوت جالب بین شیرینکنندههای تهیه شده از نیشکر و ذرت وجود دارد. قندهای تهیه شده از نیشکر به صورت بلوری و یا مایع فروخته میشوند.
قند معکوس نیز یک شربت بوده که در آن ساکارز محول عمداً هیدرولیز میشود و تبدیل به مخلوطی از ساکارز، گلوکز و فروکتوز میشود. HFCS شربت زلال و بیرنگی است که از هیدرولیز نشاسته ذرت با استفاده از فرایندهای آنزیمی اختصاصی ایجاد می شود. با افزایش محتوای فروکتوز، شیرینی این شربتها افزایش پیدا میکند. با افزایش محتوای فروکتوز، امکان افزایش مواد جامد شربت وجود دارد. دو نوع متداول این شربت ها 42 HFCS با مواد جامد 71 و 55 HFCS با مواد جامد 77 است.
دلیل افزایش مواد جامد این است که فروکتوز افزایش و دکستروز کاهش پیدا کردهاند و فروکتوز محلولتر از دکستروز است. فروکتوز بلوری که یکی از چندین شیرینکننده ذرت موجود به صورت خشک است؛ یک محصول فروکتوزی که بصورت محلول و مشابه قند مایع است نیز تولید شده است-18] .[16 تمام محصولات نیشکر و HFCS هم گلوکز و هم فروکتوز دارند. در شیرینکنندههای تهیه شده از نیشکر به شکل بلوری، گلوکز و فروکتوز به صورت ساکارز با یکدیگر متصل شدهاند. در قند معکوس کامل و HFCS، اکثر گلوکز و فروکتوز به صورت آزاد و مونوساکارید هستند. در حالیکه دارای مقادیر کمی الیگوساکاریدهای گلوکزی باقی مانده نیز می باشند.
شکر خام محصولی به شدت رنگی، طعمدار و بودار است که در اوایل فرآیندی تولید میشود که هنوز مقدار زیادی ناخالصیها از نیشکر و چغندر دارد. شکر تصفیه شده، HFCS و فروکتوز بلوری شیرینکنندههای بسیار خالص با رنگ، طعم و بوی ناچیز هستند و در نتیجه برای استفاده در محصولاتی که کمترین طعم و رنگ را دارند، به کار میروند.[17 ] شیرینی نسبی روشی برای ردهبندی شیرینکنندهها در مقایسه با یکدیگر است.
طبق قرارداد، مقایسهها با استفاده از محلولهای %10 - براساس مواد جامد خشک - در دمای اتاق توسط افراد شرکت کننده در آزمون ذائقه سنجی - پنلیستها - انجام میشوند. باز هم طبق قرارداد، ساکارز به صورت شیرینکننده استاندارد به کار رفته و شیرینی نسبی 100 برای آن در نظر گرفته میشود. مقایسه کنندههای آزمون براساس شیرینی که در مقایسه با ساکارز حس میکنند، به انواع شیرین کننده ها امتیاز بالاتر یا پایینتری میدهند. فروکتوز بلوری با شیرینی نسبی 180 شیرینترین قند است.
اما وقتی فروکتوز با %10 مواد جامد مورد آزمون قرار میگیرد، شیرینی نسبی 117 دارد. 55 HFCS به صورت استراتژیک طراحی شد تا شیرینی نسبیاش با ساکارز یکسان باشد و بتواند به راحتی در نوشیدنیها و مواد غذایی جایگزین ساکارز شود. 42 HFCS شیرینی نسبی کمتری دارد که به دلیل محتوای کمتر فروکتوز در آن است. ساکارز، HFFCS و فروکتوز بلوری انرژی تقریبا مشابهی را برای بدن فراهم میکنند. ارزش کالری آنها به ترتیب 3/6 kcal/g و kcal/g 3/9 است که این مسأله با توجه به ترکیبات مشابهی که دارند دور از انتظار نیست.[ 19-20 ] ساکارز یک دی ساکارید است که از مقادیر یکسانی از گلوکز و فروکتوز تشکیل شده است. گلوکز و فروکتوز بوسیله پیوند گلیکوزیدی بین کربن-1 گلوکز و کربن-2 فروکتوز با یکدیگر اتصال دارند. پیوند گلیکوزیدی در ساکارز به دو دلیل غیرمعمول است.
