بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
مروري بر کاربرد صمغ هاي مختلف در پایدار سازي خامه قنادي
چکیده
خامه قنادي فراوردهاي است که در اثر هوادهی و زدن خامه معمولی ایجاد می شود. خامه زده شده، یک نوع امولسیون کفی می باشد و کیفیت آن، به پایداري کف ایجاد شده بستگی دارد. خامه قنادي به عنوان ماده موثر در ساخت محصولات قنادي، دسر ها و کیک ها نقش مهمی در کیفیت و مطلوبیت نهایی این محصولات دارد. به دلیل درصد چربی بالاي خامه قنادي، این ماده بیشترین تاثیر را بر روي مقدار چربی نهایی محصولات مذکور دارد. لذا در چند سال اخیر با افزایش سطح آگاهی مردم نسبت به مضرات محصولات پر چرب، تقاضا براي تولید محصولات کم چرب افزایش چشم گیري داشته است. خامه قنادي باید در طی مراحل مختلف تولید و مصرف پایداري خود را حفظ کرده و ساختار مناسبی داشته باشد. در همین راستا در طی دهه ي گذشته تحقیقات فراوانی بر روي امکان استفاده از پایدار کننده ها و صمغ هاي مختلف در تولید خامه قنادي با درصد چربی کمتر انجام گرفت. در این مقاله به بررسی تحقیقات مختلف انجام شده بر روي خامه قنادي و تاثیرات صمغ هاي مختلف بر روي پایداري خامه قنادي می پردازیم.
واژه هاي کلیدي: خامه قنادي، پایداري، کم چرب، پایدار کننده
-1 مقدمه
در سال هاي اخیر به دنبال افزایش تقاضا براي مصرف محصولات کم چرب، تحقیقات فراوانی جهت کاهش مقدار چربی محصولات مختلف انجام گرفته است. در محصولات لبنی که یکی از پر مصرف ترین محصولات غذایی هستند نیز تحقیقات فراوانی در این زمینه انجام گرفته است. خامه قنادي به عنوان ماده اصلی محصولات قنادي، دسر ها و کیک ها، نقش مهمی در
مقدار چربی نهایی این محصولات دارد. خامه قنادي محصولی است که در اثر عمل هوادهی بر روي خامه معمولی تولید می شود. خامه به چربی تغلیظ شده شیر می گویند که نوعی امولسیون چربی در آب می باشد .(1) در اثر عمل هوادهی ساختار امولسیون روغن در آب به دلیل انعقاد جزئی گلبول هاي چربی ، تخریب می شود و در نتیجه یک کف از نوع سیستم کلوئیدي ایجاد می شود که فاز پراکنده آن هوا و فاز پیوسته آن آب است .(2) حباب هاي هوا در سطح مشترك تماس با فاز پراکنده به وسیله گلبول هاي چربی پایدار شده اند .(3) می توان عمل هوا دهی را به سه مرحله تقسیم کرد. در مرحله اول مقدار کمی از هوا به داخل خامه وارد شده است و کف نیمه پایداري تشکیل شده است. با ادامه هوادهی به مرحله دوم می رسیم که در آن حباب هاي هوا به طور کامل با لایه اي از گلبول هاي چربی پوشیده شده اند و به صورت همزمان انعقاد جزئی و پراکنده شدن حباب هاي هوا انجام می گیرد. در طی انعقاد جزئی در سطح حباب هاي هوا، گلبول هاي چربی به همدیگر فشرده می شوند و به صورت توده اي در سطح حباب ها قرار می گیرند .(4) در مرحله سوم با ادامه عمل هوادهی، توده گلبول هاي چربی بزرگ می شوند و از سطح حباب هاي هوا جدا شده و به داخل فاز پراکنده منتقل می شوند و نتیجه آن ناپایداري حباب هاي هوا می باشد .(5) در ادامه حباب هاي هوا به سرعت تخریب می شوند و در حقیقت عمل کره گیري انجام می پذیرد.
١-١ سنجش کیفیت خامه قنادی
کیفیت خامه قنادي را با استفاده از ملاك هایی نظیر مقدار افزایش حجم، زمان هوادهی، بافت خامه قنادي و پایداري فیزیکی، شیمیایی و میکروبی مورد ارزیابی قرار می دهند. در زیر به طور خلاصه هر کدام از این موارد توضیح داده می شوند:
١-١-١ افزایش حجم
مقدار افزایش حجم خامه قنادي در اثر ورود هوا با استفاده از فرمول زیر محاسبه می گردد.
مقدار افزایش حجم به کارایی عملیات هوادهی بستگی دارد. خامه قنادي اي مناسب است که افزایش حجمی در حدود 50 الی %60 داشته باشد .(6) مقادیر امولسیفایر و پایدار کننده، می تواند بر روي مقدار افزایش حجم تاثیر بگذارد. ژائو و همکاران بیشترین مقدار افزایش حجم را با %0/7 کازئینات سدیم بدست آوردند و با افزایش مقدار آن به %0/9، ساختار خامه سست
شده و مقدار افزایش حجم آن کاهش پیدا کرد .(7)
١-١-٢ زمان هوادهی
تعاریف مختلفی براي زمان هوادهی وجود دارد، از جمله مدت زمان لازم براي رسیدن به سفتی خاصی در خامه و یا به مدت زمان مورد نیاز براي رسیدن به بیشترین مقدار افزایش. این زمان به سرعت تشکیل شبکه گلبول هاي چربی جزئی منعقد شده و همچنین سرعت هوادهی، بستگی دارد .(8) این فاکتور نیز تحت تاثیر مقادیر امولسیفایر ها و پایدار کننده ها قرا می گیرد.
١-١-٣ بافت خامه قنادی
در اثر عمل هوادهی، یک امولسیون ویسکوز به یک کف ویسکوالاستیک جامد تبدیل می شود. رفتار ویسکوالاستیک را می
توان با اندازه گیري مدول نگهداري (G’) و مدول افت((G”، ویسکوزیته، قوام و چسبندگی خامه ارزیابی کرد.
١-١-۴ پایداری فیزیکی
پایداري خامه را با بررسی مقدار دانه اي شدن و مقدار آب اندازي خامه قنادي مورد بررسی قرار می دهند. دانه اي شدن در اثر انتشار مولکول هاي هوا محبوس در حباب هاي کوچک تر به سمت حباب هاي بزرگ رخ می دهد. این پدیده در اثر اختلاف فشار موجود در بین حباب هاي هوا رخ می دهد. این پدیده را می توان با یکسان سازي اندازه حباب هاي هوا کاهش
داد. همچنین می توان با استفاده از پایدار کننده ها و صمغ هاي مختلف، ویسکوزیته فاز مایع را که همان فاز پیوسته می باشد،
افزایش داده و سرعت انتشار هوا را کاهش داد 10)،3،.(9 دانه اي شدن را می توان با اندازه گیري مقدار افزایش شدت انتقال در پراکندگی نور لیزر (11)، یا با استفاده از آنالیز تصاویر میکروسکوپی در دماي پایین و تصاویر میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار داد .(12)
به دلیل وجود اختلاف فشار در بین داخل حباب ها با مایع موجود در بین حباب ها، پدیده آب اندازي رخ می دهد. فشار مایع در بین حباب ها به صورت بارزي از فشار هواي داخل حباب ها کمتر است و این اختلاف فشار باعث کشیده شدن مایع به فضاي بین حباب ها " مرز ها مسطح" می شود. وقتی مایع به داخل این فضا هاي بین حبابی که به صورت یک کانل عمل می
کنند وارد می شود، نیروي جاذبه بیشترین تاثیر را در جریان یافتن آن ایفا می کند. جهت جلوگیري از این پدیده می توان گرانروي مایع پیوسته را با استفاده از صمغ هاي مناسب افزایش داد و یا با دماي خامه را کاهش داد .(13)
١-٢ عوامل موثر بر کیفیت خامه قنادی
١-٢-١ دما
باید در زمان هوادهی، نسبت مشخصی از چربی هاي شیر به صورت جامد باشند. چربی شیر از ترکیب متفاوتی از تري گلیسرید ها است که هر کدام نقطه انجماد متفاوتی دارند. به طور کلی، در دماي 5 درجه سانتیگراد، مقدار مناسبی (%40) از چربی هاي شیر به صورت منجمد هستند .(14)
١-٢-٢ شرطی کردن
در این حالت، خامه هوادهی شده را سریعا پس از هوادهی، به مدت 5 دقیقه در دماي 25 الی 30 درجه سانتیگراد نگهداري
می کنند و سپس آنرا به دماي 4 درجه می رسانند. با اعمال این تیمار بر روي خامه قنادي، خامه را براي چندین هفته، بدون مشاهده ي هیچگونه تغییري در ظاهر آن می توان نگهداري کرد .(15) به صورت دقیق تر می توان گفت که، افزایش دما دقیقا پس از انجام عمل هوادهی، در حدي نیست که تمام کریستال هاي چربی موجود را ذوب نماید؛ بلکه بخشی از کریستال هاي چربی به صورت جامد باقی می مانند و در ادامه با سرد کردن خامه، این کریستال ها به عنوان هسته هاي کریستال عمل کرده و کریستالیزاسیون منظم و یک دستی را باعث می شوند. در نتیجه، کریستال هاي بزرگ و یکنواختی تولید می شوند .(16)
١-٢-٣ فرآیند حرارتی
پاستوریزه کردن در دماي بالا، احتمالا باعث انعقاد پروتئین هاي شیر و واکنش آنها با کاپا-کازئین موجود در شیر می شود. این اتفاق باعث می شود که کاپا-کازئین دیگر نتواند در ساختار گلبول هاي چربی حضور داشته باشد و باعث ناپایداري این گلبول ها می شود .(17) خامه هاي استریل شده، نسبت به خامه هاي پاستور شده، گلبول هاي چربی بزرگتر و خامه اي با مقدار افزایش حجم و پایداري کمتر نشان داده اند .(18)
١-٢-۴ درصد چربی
خامه قنادي براي اینکه بتواند بافت مناسبی داشته باشد، باید %30 چربی داشته باشد. با افزایش مقدار چربی تا 38 درصد، زمان هوادهی و مقدار آب اندازي کاهش پیدا کرده و خامه بافت سفت تري پیدا می کند. خامه هاي با چربی کمتر از 30 درصد، زمان هوادهی طولانی و مقدار آب اندازي بیشتري دارند .(19)
-2 مروری بر تحقیقات انجام شده
(ساجدي و همکاران، (2014 تاثیر کنسانتره ي وِي پروتئین اصلاح شده1 را بر روي خواص فیزیکی و پایداري خامه قنادي مورد بررسی قرار دادند. در این تحقیق آنها WPC را با استفاده از تیمار هاي حرارتی مختلف و در pH هاي متفاوت اصلاح کردند. بررسی نتایج نشان داد که، تیمار دمایی در pH پایین تر و مدت زمان بیشتر بر روي WPC، باعث افزایش گرانروي و سفتی2، و کاهش آب اندازي3 و مقدار افزایش حجم4 خامه قنادي اي که WPC در آن به کار رفته شده و در نهایت به پایداري
بهتر خامه نهایی انجامیده است. نتایج نشان داد که خامه قنادي حاوي WPC اصلاح شده در تیمار دمایی طولانی تر و pH پایین تر، خواص بافتی مطلوب تري را نشان داد .(20)
(ایهارا و همکاران، (2010 تاثیر دماي مرحله هوادهی را بر روي خواص رئولوژیکی خامه قنادي، بررسی کردند. براي بررسی مکانیزم هوادهی، آنها مقدار تجمع گوي هاي چربی و ویژگی هاي حباب هاي هوا (مقدار هوادهی، قطر حباب ها و سطح مقطع) را اندازه گیري کردند. با افزایش دما، مقادیر افزایش حجم، زمان هوادهی و قطر حباب ها کاهش و مقدار تجمع ذرات چربی افزایش یافت. تغییرات در سفتی و اندازه حباب ها در طول نگهداري، در محدوده ي دمایی 12/5 الی 15 درجه سانتیگراد و همچنین تغییرات مقدار افزایش حجم، در محدوده ي دمایی 7/5 الی 12/5 نیز نسبتا کم بوده است. در نهایت محدوده ي 7/5 الی 12/5 را به عنوان محدوده ي مناسب جهت تهیه ي خامه هوادهی شده با ساختار خوب گزارش کرده و نتیجه گیري کردند که دماي مرحله هوادهی، بر روي تجمع گوي هاي چربی و خواص حباب هاي هوا تاثیر می گذارد که آنها
نیز، بر روي خواص رئولوژیکی خامه قنادي تاثیر می گذارند .(21)
شکل: 1-2 تاثیر دماي هوادهی بر روي مقدار افزایش حجم (21)
(ژاوو و همکاران، ((a) 2009 در دو تحقیق جدا گانه، تاثیر صمغ گزانتان و هیدروکسی پروپیل متیل سلولوز را بر روي خواص بافتی خامه قنادي مورد بررسی قرار دادند. آنها دریافتند که میانگین اندازه ذرات به غلظت صمغ گزانتان وابسته است و با آن رابطه مستقیم دارد. با افزایش مقدار صمغ گزانتان و مدت زمان هوادهی ، مقدار انعقاد جزئی چربی افزایش آرامی را نشان می داد. البته تفاوت معنی داري در مقدار افزایش حجم با درصد هاي مختلف صمغ مشاهده نشد. درنهایت رابطه ي بین خواص بافتی ( سفتی، قوام، چسبندگی و لزجت) خامه قنادي مورد بررسی قرار گرفت و یک رابطه ي مثبت بین سفتی، چسبندگی و لزجت بین مقدار صمغ مشاهده شد .(22)
