بخشی از مقاله
کاربرد اينولين به عنوان تغيير دهنده بافت در محصولات لبني
چکيده
اينولين ترکيبي قندي و پليمري از فروکتوز ميباشد که با پيوندهاي بتا ١ به ٢ به هم متصل شده اند. در طبيعت به صورت کربوهيدرات هاي ذخيره - اي در گياهان و پلي ساکاريدهاي خارج سلولي در برخي از ميکروارگانيسمها يافت مي شوند. امروزه توليد صنعتي اينولين از طريق ا ستخراج از گياهان تيرهْ کاسني و يا از شربت ساکاروز با بکارگيري م يکروارگانيسمهاي توليد کننده ي آنزيم فروکتوزيل ترانسفرازها صورت ميگيرد اين دسته از فروکتانها در روده بعلت دارا بودن خاصيت پريب يوتيکي منجر به تحريک رشد بيفيدوباکترها ، توليد اسيدهاي چرب کوتاه زنجير و کاهش pH مي شوند، در نتيجه از فعاليت باکتريهاي پاتوژن ، جذب کلسترول و ريسک سرطان کولون کاسته و از سوي ديگر جذب املاح کلسيم و منيزيوم بطور قابل توجهي افزايش مييابد. اساس استفاده از اين ترکيب در صنعت لبنيات داشتن ويژگيهاي جايگزيني شکر و چربي و قابليت تغيير بافت ميباشد. تحقيقات انجام شده نشان مي دهد اينولين با درجه پليمريزاسيون بالاي ١٠ مي تواند در توليد فراورده هاي گوشت ي و لبني بعنوان جايگزين بخشي از چربي بکارگرفته شود. ارزشيابي حسي نشان ميدهد که استفاده از اين پليمرها در توليد آبميوه ، پنيرهاي کم چرب ، ماست ، سبب بهبود خواص ارگانولپتيکي و افزايش پذيرش توسط مصرف کننده ميشود. کاربرد اين ترکيب در تهيه محصولات لبني باعث بهبود خواص رئولوژيکي و ويژگيهاي بافتي آنها ميشود. هدف از اين مطالعه بررسي کاربردهاي اينولين به عنوان بهبود دهنده بافت در صنعت لبنيات به عنوان يکي از پر کاربردترين زمينههاي آن ميباشد. اثرات اينولين در اين سيستمها به عنوان جايگزين چربي، مثلاً اينکه چگونه ميتواند سبب ايجاد احساس دهاني و حالت خامهاي شود، و نحوهي ارتباط اين اثرات با تغييرات رئولوژيکي در سيستمهاي غذايي شامل محصولات مايع ، نيمه جامد و جامد لبني بحث خواهد شد.
واژههاي کليدي:اينولين ، خواص رئولوژيکي، بافت ، جايگزين چربي مقدمه
اينولين کربوهيدرات ساخته شده از D- فروکتوز با درجه پليمريزاسيون ٢ تا ٦٠ ميباشد که توسط پيوندهاي (١→٢) β به يکديگر متصل شدهاند و معمولا يک ملکول گلوکز به يک انتهاي زنجيره فروکتوزي با پيوند (٤→١)α متصل و تشکيل يک ملکول ساکارز را ميدهد. اينولين در طبيعت به صورت کربوهيدرات هاي ذخيرهاي در گياهان ، يا به صورت پلي ساکاريد هاي خارج سلولي در برخي از ميکروارگانيسم ها يافت مي شود. اين کربوهيدرات ذخيرهاي براي مثال ميتواند در پياز ( ١٠-٥% بر اساس وزن تر)، سير ( ١٢-٤%)، موز (٠.٢%) و در ريشه کاسني ( ٢٠-١٥%) باشد. دليل اصلي استفاده از ريشه کاسني بعنوان منبع اينولين وجود گلوکز و فروکتوزهاي بلند زنجير است . ريشه کاسني به طور عمده بهعنوان ماده خام توليد صنعتي اينولين مورد استفاده قرار ميگيرد. توليد آن در اوايل دهه ١٩٩٠ در هلند و بلژيک آغاز گرديده است و حجم توليدي آن بيشتر از هر زمان ديگر رشد داشته است . اين کربوهيدرات غير قابل هضم در افزايش شماري از کاربردها در بازارهاي غذايي بهکار گرفته شده است . اينولين ميتواند به عنوان مثال در لبنيات ، در محصولات نانوايي، در نوشيدنيها در غلات و در بستني و در محصولات قنادي نيز مورد استفاده قرار گيرد. اينولين حتي در کاربردهاي غير غذايي نيز کاربرد دارد. مشتقات شيميايي از اينولين ميتواند در کاربردهاي صنعتي مورد استفاده نيز قرار بگيرد براي مثال کربوکسي متيل اينولين بهعنوان عامل ضد پوستهاي شدن در تيمار آب فاضلاب مورد استفاده قرار ميگيرد. استفاده گسترده در صنايع غذايي براساس خواص تکنولوژيکي و تغذيهاي اينولين ميباشد. نه تنها خاصيت فيبر رژيمي اينولين بلکه خاصيت پروبيوتيکي آن نيز مهم ميباشد، در واقع اينولين در ترکيب با ميکروفلوراي رودهاي اثرات مفيدي بر ميزبان بشريت ميگذارد. اينولين بدون هيچگونه تغييري توسط آنزيمهاي موجود در قسمتهاي فوقاني دستگاه گوارش ، وارد روده شده و در آنجا بهوسيله آنزيم بتا فروکتوزيداز توليد شده توسط پروبيوتيکها تخمير ميگردد. اين افزايش ويژه در شمارش بيفيدوباکترها (که به آن اثر بيفيدوژنيک گفته ميشود) در همه سنين انسانها ديده شده است و با اثرات مفيد فيزيولوژيکي متنوعي ازجمله بهبود کلونيهاي رودهاي، افزايش جذب کلسيم با اثرات مثبت بر بافت استخواني، کاهش سرم ليپيدي در ارتباط با سلامت قلب و تاثير مثبت بر احساس سيري با پيامدهاي مثبتي که براي کنترل وزن دارد، اثر بالقوه به منظور افزايش مقاومت در برابر عفونت ها و براي تحريک سيستم ايمني بدن در ارتباط است .
تکنولوژي استفاده از اينولين بر اساس خواص آن بهعنوان يک جايگزيني براي قند (به خصوص در ترکيب با شيرين کنندهها با شدت بالا)، به عنوان جايگزين چربي و اصلاح بافت ميباشد . براي جايگزين چربي در محصولات لبني کم چرب به نظر مي رسد اينولين به ويژه تاثير مناسبي بر بهبود احساس دهاني دارد. و همچنين نشان داده شده است که اضافه کردن اينولين زنجير بلند به ماست باعث افزايش حالت خامهاي ميشود همچنين اين اثر در پنير کم چرب ، موس شکلاتي و کاستارد نيز ديده شده است . هنگاميکه اينولين به ماده غذايي در غلظتهاي پايين اضافه ميشود به دليل طعم و مزه خنثي و کمي شيرين اينولين خاصيت رئولوژيکي و کيفيت حسي به شدت تحت تاثير قرار نخواهد گرفت و همچنين اثر محدودي بر ويسکوزيته مواد اوليه دارد. با اين حال براي ساختن فيبرهاي رژيمي بر پايه اينولين ، ادعا شده است که اينولين بايد در مقداري که در رنج ٣ تا ٦ گرم به ازاي ١٠٠ گرم و يا ١٠٠ ميلي ليتر و محتواي ٣ تا ٨ گرم به ازاي هر وعده نيز بايد اضافه گردد تا ايننکه اطمينان حاصل شود که اثر بيفيدوژنيکي دارد، محتواي اينولين اثر آن را بر بافت و ساختار محصول افزايش ميدهد، زيرا در اين سطوح بالاتر و به علت خواص فيزيکي و شيميايي اينولين ميتواند تعديل دهنده بافت محصولات لبني و حتي ممکن است تاثير قابل ملاحظهاي بر کيفيت حسي اين محصولات بگذارد. خواص فيزيکي و شيميايي اينولين در ارتباط با درجه پليمريزاسيون است . بخش زنجير کوتاه ، اليگوفروکتوز بسيار محلولتر و شيرينتر از اينولين طبيعي و زنجير بلند است و ميتواند به بهبود احساس دهاني نيز کمک کند زيرا خواص آن نزديک و در ارتباط با قندهاي ديگر است . اينولين با زنجير بلند محلوليت کمتر و ويسکوزيته بيشتري نسبت به محصول بومي دارد و ميتواند بهعنوان تعديل دهنده بافت عمل کند ديگر خواص فيزيکي و شيميايي که بردرجه پليمريزاسيون موثر است شامل دماي ذوب ، انتقال شيشهاي، قابليت آن براي تشکيل ژل و قدرت ژلي بعد از آن و واکنش با ديگر ترکيبات غذايي از قبيل نشاسته و يا هيدروکلوئيدها ظاهرا اين ويژگيها مربوط به کاربردهاي تکنيکي از اينولين بهويژه استفاده آنها براي بهبود و تعديل بافت است . در حال حاضر با افزايش چاقي، تقاضا براي محصولات غذايي با مزه خوب و کالري پايين در صنايع غذايي شده است . با اين حال رفع و يا کاهش چربي در غذاها نه تنها تعديل دهنده ترکيبات و ساختار نيست بلکه بر هم کنش در ميان عناصر متنوع به طور محسوسي باعث تغييرات در رنگ ، طعم ، بافت ميشود و احتمالا به محصولاتي تبديل ميشود که پذيرش کمتري دارد. براي حل بسياري از مشکلاتي که در ارتباط با کاهش چربي ويا حذف چربي هستند يکي از شايعترين استراتژيها استفاده از جايگزينهاي چربي و يا چربيهاي تقليدي براي جبران نواقص بافت محصول ميباشد. با استفاده از اين نوع مواد
تشکيل دهنده ميتواند محصولاتي با رئولوژي مشابه محصولات پر چرب توليد شود اما اين کار هميشه به سادگي انجام نميگيرد، با اين حال ، تطبيق بافت را از لحاظ خامهاي بودن وغيره تضمين نميکند. اگرچه ، به طور کلي، خواص مکانيکي و شيميايي، اثرات تحريک کننده غالبي بر درک بافتي بيشتر مواد غذايي دارد اما، ديگر ويژگيها به خصوص آنهايي که به سطح و ساختار ارتباط داده شده است نيز نقش مفيدي را در درک بافتي محصولات غذايي ميگذارد. در محصولات لبني، به غير از ضخامت و سفتي ويژگيهاي ديگري از جمله خامهاي بودن و نرمي براي ايجاد احساس دهاني نيز مهم است . تفاوت در پارامترهاي رئولوژيکي ممکن است بتواند تفاوت در ضخامت و سفتي را توضيح دهد اما، ارتباط و وابستگي خواص بافتي از جمله خامهاي بودن ، زبري و نرمي با خاصيت رئولوژيکي کمتر واضح است .
در اين مقاله مروري کاربردهاي اينولين را در بهبود بافت در کاربردهاي لبني متنوعي بهعنوان يکي از مهمترين کاربردها در اين صنعت توصيف خواهيم کرد.
تاثير اينولين بر رئولوژي و بافت محصولات لبني :
اثر اينولين بر محصولات مايع :
مشاهدات نشان ميدهد که تلقيح ٢ يا ٥ درصد از اليگو فروکتوز به شير کامل تخميري وابستگي به زمان ، رفتار سودوپلاستيکي و مقادير شاخص قوام را کاهش ميدهد و تفاوت قابل ملاحظهاي در رفتار جريان شيرهاي تخميري با ٢ يا ٥ درصد از اليگو فروکتوز نشان داده نشده است . هنگاميکه اينولين بومي و يا زنجير بلند به شير تخميري کم چرب و يا کفير اضافه شد اثرات متفاوتي نيز مشاهده شد. اينولين بومي در ٢ و ٤ درصد باعث افزايش در استحکام شيرهاي تخميري توسط استرپتوکوکوس ترموفيلوس در آغازگرهاي مشترک با گونههاي لاکتوباسيلوس متفاوت و يا با بيفيدوباکتريوم لاکتيس ميشود. اضافه شدن ٥ درصد از اينولين زنجير بلند به شير تخميري کم چرب اثر قابل ملاحظهاي بر سودوپلاستيک بودن و شاخص قوام نميگذارد، اما باعث افزايش در جريان سيالات وابسته به زمان و همچنين افزايش قابل توجهي در مقادير ويسکوزيته ظاهري کمتر از ٥٠ ميشود. تغييرات مشاهده شده از رفتار جريان شيرهاي تخميري با اينولين ميتواند توسط عوامل مختلف توضيح داده شود: ظرفيت اينولين براي نگهداشتن آب . برهمکنش اينولين با پروتئينهاي شير که ميتواند منجر به افزايش در جرم ملکولي که باعث افزايش در ويسکوزيته نيز ميشود، تشکيل تجمعي از ميکروکريستالهايي که قادر به نگهداشتن آب هستند، و يا توسط محتواي ماده جامد بيشتر. در همين راستا گزارش شده است که کفير بهدست آمده از شير بز يا گاو با ٢ درصد اينولين بيشترين ميزان ويسکوزيته را نسبت به نمونه شاهد دارد. ويلگاز و کاستل ١ (٢٠٠٧)، مطالعاتي بر اثرات افزودن انواع متفاوتي از اينولين (زنجير کوتاه ، زنجير بومي و يا بلند) در غلظتهاي متفاوت ( ١٠-٢%) بر رفتار جريان نوشيدني شير با محتواي چربي متفاوت در غياب و يا حضور کاپا کاراگينان انجام دادند. براي نمونههاي شير کم چرب با غلظت اينولين پايينتر (تا ٦%) رفتار نيوتني را نشان ميدهد و تفاوت قابل ملاحظهاي در ويسکوزيته آنها در ميان سه نمونه از اينولين مشاهده نشده است اين نمونهها نشان ميدهد رفتار جريان انواعي از محلولهاي رقيق با غلظتهاي حل شونده در کمتر از غلظتهاي بحراني، درگير شدن و يا تجمع بين زنجيرههاي پليمري آغاز ميشود. اين رفتار نيز مشابه با مشاهدات بيشاي ٢ (١٩٩٨) و زيمري و کوکيني ٣ (٢٠٠٣) بر محلولهاي رقيق اينولين در غلظت پايينتر از ٢٠ درصد بوده است . با غلظتهاي اينولين بالاتر ( ٨ و ١٠%)، رفتار جرياني رقيق شونده با برش مشاهده شده است و افزايش ويسکوزيته نيز در نمونهها با اينولين زنجير بلند نشان داده شد. تغييرات اينچنيني در رفتار جريان اغلب در ارتباط با تغييرات ساختاري در محصول ميباشد. در اين محصولات ، تغيير رفتار جريان شکلگيري ساختار ضعيفي را نشان ميدهد، که ميتواند به علت شکلگيري
