بخشی از مقاله
چکیده:
تمایل به مصرف شیرین کننده هاي بدون قندي به ویژه در طراحی مواد غذایی براي بیماران خاص، همچنین در زمینه تولید محصولات "رژیمی"، در بسیاري از انواع شیرینیها، نانها و داروهاي کم کالري رواج زیادي یافته است. شیرین کننده هاي بدون قند به هدف ایجاد یافت، ساختار و همچنین شیرینی اندك در محصولات غذایی کاربردهاي مختلفی خواهند داشت.
ایزومالت، نوعی قند الکلی است که به اشکال پودر کریستاله، شربت خالص و با به فرم مخلوطی از شربت مالتیتول موجود می باشد . ایزومالت از شکر تهیه شده و به عنوان جایگزین شکر، مورد استفاده قرار میگیرد . این ترکیب قندي به عنوان یک محصول1GRAS شناخته شده میباشد. شباهت بسیار زیاد ایزومالت به شکر در تولید فراورده هاي شیرینی سبب شده است تا ایزومالت جایگاه ویژه اي را در بحث تغذیه داشته و در تولید محصولات بدون شکر، محصولات کم کالري یا رژیمی، محصولاتی با نمایه گلایسمی پایین و حتی در فرمولاسیون خمیر دندان مورد استفاده قرار گیرد.
ایزومالت ترکیبی بی بو، کریستالی شکل و غیرجاذب الرطوبه بوده و توسط بسیاري از مخمرها و میکروارگانیسم هاي موجود در طبیعت مورد تخمیر قرار نمیگیرد. هدف از این تحقیق شناسایی روش هاي تولید قند ایزومالت و کاربردهاي مختلف آن در صنایع غذایی می باشد.
مقدمه:
از اوایل سال 1990 بازار شیرینی جات بدون قند گسترش زیادي یافته و کم کم از حالت سنتی به صنعتی تبدیل شد. این موضوع با ورود جانشین هاي قندي که از لحاظ کیفیت و طعم همپاي ساکارز بودند محقق شد. تمایل به مصرف شیرین کننده هاي بدون قندي به ویژه در زمینه هاي تولید محصولات "دوستدار سلامت دندان"، همچنین محصولاتی از جمله شیرینی ها، نانها و داروهاي کم کالري رواج زیادي یافته است.
شیرین کننده هاي بدون قند به هدف ایجاد یافت، ساختار و همچنین شیرینی اندك در محصولات غذایی به کار برده می شوند. از دیدگاه علم سایکولوژي و متابولیسم تغذیه نیز باید گفت رفتار گوارشی و تغییرات بیوشیمیایی ایجاد شده در اثر مصرف شیرین کننده هاي بدون قندي کاملاً متفاوت از مصرف ساکارز و گلوکز می باشد.
یک شیرین کننده مطلوب می بایست از لحاظ شیمیایی و بیولوژیکی داراي پایداري نامحدودي بوده به طوریکی ویژگیهاي مشابهی همچون ساکارز و گلوکز داشته باشد. همچنین پارامترهاي فرایند تولید و تجهیزات مورد استفاده آن نبز می بایست شبیه به آنچه که براي تولید ساکارز و گلوکز می باشد به کار گرفته شود. بعلاوه محصول نهایی نیز باید تقریباً طعم و ظاهر یکسانی با محصولات مرسوم همچون شکر و گلوکز بوده و عمر نگهداري مناسبی داشته و از دیدگاه مصرف کننده مورد پذیرش باشد.
ایزومالت، نوعی قند الکلی است که به اشکال پودر کریستاله، شربت خالص و با به فرم مخلوطی از شربت مالتیتول موجود می باشد. ایزومالت از شکر تهیه شده و به عنوان جایگزین شکر، مورد مصرف مشابه قند و شکر را داراست. به عنوان یک محصول GRAS شناخته شده می باشد و طبق مصوب ایالات متحده آمریکا داراي انرژي معادل 2 کیلوکالري در هر گرم می باشد.
شباهت بسیار زیاد ایزومالت به شکر در تولید فراورده هاي شیرینی سبب شده است تا ایزومالت جایگاه ویژه اي را در بحث تغذیه داشته و در تولید محصولات بدون شکر، محصولات کم کالري یا رژیمی، محصولاتی با نمایه گلایسمی پایین و محصولاتی که دوستدار سلامت و عدم فساد در دندان می گردند کاربرد گسترده اي را داشته باشد. ایزومالت ترکیبی بی بو، کریستالی شکل و غیرجاذب الرطوبه می باشد. ایزومالت از نوع قندهاي غیر احیاء کننده و فعال نوري است. اگرچه ایزومالت بر خلاف شکر پایداري زیادي نسبت به هیدرولیز آنزیمی و شیمیایی دارد اما نمی تواند توسط بسیاري از مخمرها و میکروارگانیسم هاي موجود در طبیعت مورد تخمیر قرار گیرد.
قند ایزومالت اولین بار در سال 1957 توسط شرکت Sudzucker AG آلمان و با نام تجاري BENEO-Palatinit GmbH ساخته شد. در آن زمان تخمیر باکتریایی قند به ایزومالتولوز6 - 2اُ-- آلفا- دي– گلوکوپیرانوزیل – فروکتوفورانوز - تحت نام تجاري پالاتینوز3 به عنوان محصول میانی در تولید ایزمالت پایه گذاري شد و سپس فرایند ساخت ایزومالت به روش هیدروژناسیون ایزومالتولوز توسط شرکت مذکور گسترش یافت.
فرایند تولید ایزومالتولوز شامل 2 مرحله اساسی است:
-1 مرحله اول - تولید ایزومالتولوز - : پیوند گلیکوزیدي - آلفا 1 به - 2 بین مولکول گلوکز و فروکتوز توسط سیستم آنزیمی تثبیت شده و سپس به پیوند آلفا 1 به 6 نوآرایی میشود که نتیجه این فرایند تولید ایزومالتولوز، ترکیبی از گلوکز و فروکتوز می باشد. در قند ساکارز پیوند آلفا 1 به 6 بسیار پایدارتر از آلفا 1 به 2 می باشد.
-2 مرحله دوم - هیدروژناسیون ایزومالتولوز با کاتالیست نیکل و تولید ایزومالت - : هیدروژن به بخش فروکتوزي ترکیب پالاتینوز افزوده شده که نتیجه آن ترکیب دو دي ساکارید الکلی می باشد، 6اُ- – آلفا- دي- گلوکوپیرانوزیل- دي- سوربیتول 1 - و6 جی پی اس - و 1اُ- - آلفا- دي-گلوکوپیرانوزیل- دي مانیتول دي هیدراته 1 - و-1 جی پی ام - . نام عمومی این ترکیب دي ساکارید الکلی، ایزومالت می باشد.
در شکل 1و2 مرحله اول و دوم تولید ایزومالت و ساختار شیمیایی ایزومالت نشان داده شده است. در شکل 3 شماتیک کلی فرایند تولید ایزومالت نشان داده شده است.
شکل-1 مرحله اول تولید ایزومالت، تبدیل آنزیمی ساکارز به ایزومالتولوز
شکل-2 مرحله دوم تولید ایزومالت. هیدروژناسیون ایزومالتولوز به ایزومالت
بر مبناي فرایند تولید ایزومالت می توان انواع مختلفی از این قند الکی را تهیه کرد که هر کدام خصوصیات و ویژگیهاي کاربردي مختلفی دارند که عبارتند از: ایزومالت ST، ایزومالت GS، ایزومالت LM و ایزومالت .DC
- ایزومالت :ST مورد استفاده در صنایع تولید شیرینی جات بدون قند، کم کالري و دوستدار سلامت دندان می باشد. به دلیل خصوصیات حسی مشابه شکر، پایداري عالی و نیز عمر ماندگاري طولانی بهترین جایگزین شکر در انواع محصولات آب نبات محسوب می گردد.
- ایزومالت :GS مطلوب براي انواع روکش هاي و محصولاتی که نیاز به حلالیت کامل می باشد، همچنین ایزومالت GS براي افزایش شدت طعم و شیرینی در محصولات مناسب می باشد. محصولات روکش شده با ایزومالت GS داراي حالت ترد بسیار عالی و سطح نرم می باشد که احساس دهانی خوشایندي را در اثر مصرف ایجاد می نماید.
پایداري بالا و خصوصیات جاذب رطویت کم در این نوع از ایزومالت در نتیجه سبب افزایش ماندگاري و افزایش کیفیت محصول نهایی خواهد شد. زمان پایین روکش دهی با ایزومالت GS در طول فرایند سوسپانسیون و نیاز به دماي پایین فراوري، ایزومالت GS را بسیار مقرون به صرفه می گرداند. همچنین دماهاي پایین در زمان تولید با ایزومالت GS سبب می شود تا ترکیبات فعال سطحی حساس به حرارت، به راحتی جابجا گردند. ایزومالت GS مناسب براي تولید آب نبات هاي نرم بدون قندي می باشند که در نتیجه سبب بهبود بافت و قابلیت جویدن خواهد شد.
در اثر مصرف این نوع از ایزومالت چسبندگی محصول کاهش یافته، پایداري بهبود یافته و در نتیجه رنگ و طعم محصول آب نبات زمان طولانی تري حفظ خواهد شد. محصولات تولیدي با ایزومالت GS اصولا سینرزیس نداشته و دچار واکنش هاي قهوه اي شدن نخواهند شد و در مقایسه با فروکتوز یا سوربیتول پایداري رنگ بهتري خواهند داشت. براي نان هاي نرم مثل مافین ها ایزومالتGS بهترین انتخاب براي حفظ نرمی بافت درون این دسته از محصولات با کمترین چسبندگی می باشد.
- ایزومالت :LM ایزومالت LM مناسب براي تولید شکلات می باشد. محصولات تهیه شده با ایزومالت LM بهترین طعم را داشته و به آهستگی ذوب می شوند. برخلاف دیگر پلی اُل ها ایزومالت LM تاثیرات خنک کنندگی سوزش آور نداشته و همین امر باعث احساس بهتر از درك طعم خالص کاکائو خواهد شد. به دلیل محتواي آب پایین - کمتر از - %1 در دماهاي استاندارد کنچینگ شکلات، ایزومالت LM می تواند بهترین انتخاب در زمان کنچینگ و نیز در زمان ریفاینینگ براي رسیدن به اندازه ذرات مطلوب باشد. همچنین در زمان انبارداري شکلات براي حفظ حالت سیال شکلات استفاده از ایزومالت LM توصیه می شود.
- ایزمالت :DC انواع قرص هاي فشرده و تهیه شده با ایزومالت DCمشخصاً داراي خاصیت جاذب رطوبت پایین بوده و داراي ماندگاري بسیاري خوبی می باشد. قرص هاي تهیه شده با ایزومالت سختی مطلوب و حلالیت مناسبی دارند. این نوع ایزومالت از درجات مختلف حلالیت برخوردار بوده و در اثر اختلاط با ترکیبات پیوندي مختلف بسته به نیاز و شرایط تولید فرایند مختلفی خواهد داشت. بعلاوه در محصولات فشرده شده سنتی همچون آدامس هاي جویدنی نیز می توان با روش فشرده سازي مستفیم از ویژگیهاي کاربردي ایزومالت DC بهره مند شد. شیرینی ملایم و اثرات خنک کنندگی کم ایزومالت DC سبب انتشار بهینه طعم محصولات می گردد.
الف- ویژگیهاي حسی ایزومالت
-1 شیرینی و طعم
در مقایسه با ساکارز که شیرین کنندگی برابر 1 دارد، قدرت شیرین کنندگی ایزومالت 0/45 تا 0/6 می باشد. ایزومالت داراي یک طعم شیرین خالص می باشد که الیته بدون ایجاد اثرات نامطلوب در طعم، شیرینی شبیه به ساکارز دارد. بعلاوه ایزومالت سبب تشدید طعم غذا نیز می شود. البته تاثیرات تشدید کنندگی طعم شیرینی توسط ایزمالت زمانی که در ترکیب با دیگر قندهاي الکلی همچون زایلیتول، سوربیتول، مانیتول، شربت مالتیتول، شربت نشاسته هیدروژنه و شیرین کننده هاي مصنوعی مثل آسه سولفام، آسپارتام، سوکرالوز، سیکلامات یا ساخارین قرار گیرد به مراتب بیشتر احساس می شود. افزون بر این موارد می توان گفت یکی از ویژگیهاي منحصر به فرد ایزومالت می تواند خاصیت پنهان نمودن طعم بد و تلخ فلزي برخی از شیرین کننده ها باشد.
-2 تاثیرات خنک کنندگی
قندهاي الکلی به عنوان جانشین هاي قندي در زمان انحلال ایجاد حرارت منفی می نمایند . به عبارت دیگر می توان نتیجه مصرف این نوع قندهاي پودري یا کریستالی شکل را ایجاد احساس خنک در دهان دانست. البته تاثیر خنک کنندگی در دهان در محصولات حاوي نعناع به عنوان یک خصیصه مطلوب تلقی می شود. هرچند این ویژگی در دیگر محصولات همچون فراورده هاي نانوایی و شکلات می تواند نامطلوب باشد. در مقایسه با دیگر قندهاي الکلی، ایزومالت حرارت منفی بسیار پایینی دارد و به همین دلیل اثر خنک کنندگی ایجاد نمی کند اما در مقایسه با ساکارز، حرارت منفی ایزومالت قابل توجه می باشد.
