امولسیون کننده ها

تولید نان مانیشاک

استفاده از امولسیون کننده ها در مواد­غذایی در سال ۱۸۷۰ جهت تولید مارگارین شروع شد. پس از آن تولید صنعتی امولسیون کننده های غذایی آغاز شد (Dominic, 1986). کل تولید جهانی امولسیون کننده ها در حدود ۲۰۰ – ۱۵۰ هزار تن تخمین زده می­ شود (William, 1975). این مقدار شامل بیست گروه مختلف امولسیفایر می ­باشد. امولسیون کننده ها به­ طور طبیعی (لسیتین ) وجود دارند که می­ توان بطور سنتیتیک نیز آن­ها را تهیه کرد. امولسیون کننده ها به گروه­ های مختلفی تقسیم شد و خواص متفاوت و متعددی را در موارد غذایی ایجاد می­ کنند. این ترکیبات در اغلب مواد غذایی خام و همچنین فراینده شده وجود دارند. برای مثال گلیسر و فسفاتیدها از اجزاء مهم دیوارة یاخته­ های زنده و گلیسروگلیکولیپیدها از چربی ­های قطبی گلروپلاست گیاهان سبز هستند مونو و دی گلیسریدها نیز ترکیبات واسطه در بیوسنتز و یا تجزیة چربی­ های گیاهی و حیوانی هستند.

Emulsifiersامولسیون کننده های طبیعی در تولید مواد غذایی و متابولیسم و تبدیل آن­ها به منابع انرژی نقش مهمی دارند (Pomeranz, 1984).

امولسیون کننده ها ترکیباتی هستند که دارای سطح فعال بوده، و در مایع حل و یا در آن پخش می­ شوند و معمولاً در سطح ذرات جذب شده و تغییرات فیزیک و­شیمیایی مهمی را ایجاد می­ کنند. ساختار مولکولی این ترکیبات بصورتی است که بطور همزمان اجزاء آبدوست (هیدروغیل یا لیپوفوب) و آب­گریز ( هیدروبوف یا لیپوفیل ) در ساختار آن­ها وجود دارد (Dominic, 1986).

قسمتی از مولکول امولسیفایر به ترکیبات یا گروه­های قطبی و قسمت دیگر به ترکیبات غیرقطبی اتصال می ­یابد. گروه­های قطبی یا گروه­های اصلی این ترکیبات آرایش الکترونی و ممان دوقطبی خاصی دارند، این گروه قطبی جذب مایعات شده و قسمت آبدوست این ترکیبات هستند. گروه­های غیرقطبی قسمت آلی مولکول بوده و توزیع الکترونی آن­ها بصورتی است که میان دو­قطبی قابل توجهی ندارند. این جزء مولکول تمایل شدیدی به مایعات غیرقطبی و حلال­های آلی با قطب کم دارند. وجود گروه ­های آب­دوست و آب­گریز در مولکول ، به امولسیفایر امکان می ­دهد که با حلال­های آبی و آلی ترکیب شوند. از مهم­ترین کاربردهای امولسیون کننده ها تهیه امولسیون می­ باشد (Pomeranz, 1984). امولسیون سیستمی است که در آن دو فاز متفاوت در هم پخش و توزیع شده­ اند. این دو فاز در شرایط­ عادی با هم مخلوط نمی­ شوند  ( Dominic, 1986).

بنا به تعریف کمیته جهانی شیمی محض کاربردی، در یک امولسیون قطرات یا کریستال­ها در مایع دیگر پخش شده­ اند. امولسیون­ها به دو دستة ماکرو و میکرو امولسیون تقسیم می­ شوند­. این تقسیم­ بندی براساس اندازة ذرات پخش شده در فاز پیوسته صورت گرفته است. چنانچه فاز پیوسته آب، و فاز پخش ­شده روغن باشد، امولسیون از نوع روغن در آب بوده و خصوصیات آن شبیه به آب است. در امولسیون­های آب در روغن، فاز پیوسته روغن و فاز پخش شده آب بوده و خصوصیات آن مشابه خصوصیات روغن است.

 

 تأثیر امولسیون کننده ها در طی نگهداری نان و به تأخیر انداختن بیاتی نان

تأثیر امولسیون کننده ها بستگی به توزیع مناسب این ترکیبات در خمیر قبل از ژلاتینه شدن نشاسته دارد (Valjakka et al, 1994).

با سرد شدن نان تغییراتی در آن صورت می گیرد که تحت عنوان بیاتی نان بررسی می­ شوند. از جمله این تغییرات موارد زیر را می­ توان ذکر نمود:

۱- تغییر در عطر و طعم نان

۲- افزایش سفتی مغز نان

۳- کدر و یا مات شده مغز نان

۴- کاهش تأثیر آنریم بتا­آمیلاز بر مغز نان

۵- کریستالیزاسیون نشاسته

۶- کاهش نشاستة محلول

۷- کاهش جذب آب

 

امولسیون کننده ها در تولید نان گندم از اهمیت بیشتری برخوردارند زیرا خمیر گندم حجم بیشتری داشته و دیواره و خلل و فرج آن حساسیت بیشتری نسبت به عملیات مکانیکی دارد. امولسیون کننده ها تأثیرات زیر را در خمیر و محصولات نانوایی ایجاد می­ کنند.

۱- جلوگیری و کاهش از دست رفتن عطر و طعم نان

۲- امکان تهیة انواع مختلف نان

۳- به تأخیرانداختن بیاتی نان از طریق تشکیل کمپلکس با نشاسته

۴- افزایش حجم نان و بهبود عطر و طعم آن

۵- ایجاد حالت ارتجاعی در بافت نان

۶- استحکام بیشتر دیواره ها و خلل و فرج­ها در نان

۷- بهبود ساختار مغز نان و پوستة خارجی آن

۸- بهبود و افزایش قابلیت هضم نان

۹- یکنواخت شدن رنگ نان

۱۰- بهبود قابلیت برش نان

۱۱- جلوگیری از فعالیت کپک و طنابی شدن نان  ( ropen )

۱۲- افزایش قابلیت نگهداری گاز در خمیر

۱۳- بهبود و سهولت اختلاط و عملیات مکانیکی در خمیر

۱۴- افزایش میزان جذب آب در خمیر

۱۵- افزایش تولرانس خمیر نسبت به تغییر مواد اولیة مصرفی

۱۶-کاهش نیاز به مصرف شورتینگ (Pomeranz, 1984).

امولسیون کننده ها با تمام­ ترکیبات آرد که در پدیدة بیاتی ­مؤثرند ؛ ترکیب­ شده و در مراحل مختلف­ تهیه محصولات نانوایی اثرات مهم و متفاوتی ایجاد می­ نمایند.

امولسیون کننده ها با قرار گرفتن در سطح گرانول­های نشاسته و واکنش با آن­ها، از جذب آب توسط گرانول جلوگیری می­ کنند. امولسیون کننده ها بر روی دوام و استحکام سلول­های هوا بین گرانول­های نشاسته و گلوتن تأثیر می­ گذارند. تأثیر امولسیون کننده ها در خمیر بستگی به خاصیت فعالیت سطحی و پخش شدن این ترکیبات در خمیر دارد. این ترکیبات باعث می­ شوند که خمیر یکنواخت شده ، زمان و انرژی مورد نیاز برای اختلاط خمیر نیز کاهش یابد (Pomeranz, 1984).

با افزودن آب به آرد و اختلاط آن، ترکیب امولسیون کننده ها با پروتئین ­های چربی­ها و نشاسته شروع می­ شود. این مرحله اهمیت زیادی در واکنش و ترکیب چربی­های قطبی و امولسیون کننده ها با پروتئین­ها و هم­چنین تشکیل پیوندهای غیرکووالانس، دارد. با تشکیل این پیوندها کیفیت گلوتن بهبود یافته و تولرانس اختلاط خمیر نیز افزایش می ­یابد (Pomeranz, 1984).

با مصرف امولسیون کننده ها بخصوص مونوگلسیرید به همراه چربی­های هیدروژنه اثرات جالب توجهی در نان بوجود می ­آید.

چربی­ های قطبی آرد، در خمیر تشکیل صفحات دو لایه­ ای یا فازهای میانی می­ دهند. این فازها شبیه غشاهای بیولوژیکی بوده و در قسمت آبی خمیر تشکیل می ­شوند (Krog, 1981).

امولسیون کننده های اختلاط پیوستة خمیر را امکان پذیر نموده، ثبات و استحکام مغز نان و همچنین جذب آب را تحت تأثیر قرار می­ دهند. از اثرات دیگر این مواد سهولت شکل دادن خمیر است. در اثر بکارگیری امولسیون کننده ها افزایش حجم خمیر تا زمانی­ که کمپلکس پروتئین – امولسیفایر در اثر حرارت دناتوره نشده، ادامه می­ یابد و همچنین میزان از دست رفتن آب در حین پخت نیز کاهش می­ یابد (Pomeranz, 1984).

 

لسیتین

لسیتین نام تجاری مخلوطی از فسفولیپیدهای مختلف می­ باشد که یکی از مهم­ترین امولسیون کننده های غذایی محسوب می­ شود.ترکیب لسیتین تجاری مشابه ترکیب لسیتین حاصل از سویاست (Dutilh, 1986) و ( Stig et al,. 1990)

در لسیتین تجاری ۶۵ درصد فسفاتیدهای مختلف، ۳۴ درصد روغن و مقدار کمی اسید­چرب، پیگمان­ها، کربوهیدرات­ها و استرهای مختلف نیز وجود دارد (Van, 1976).

لسیتین در مواد غذایی مثل شکلات، سوپ، روغن، بادام­زمینی، آب­نبات، بستنی، کیک و کارامل بکار می­ رود (otas, 1970).

در ابتدا از لسیتین تخم­ مرغ استفاده می­ شد ولی امروزه به دلایل و ملاحظات اقتصادی، لسیتین سویا بیشتر مورد توجه قرار گرفته است روغن خام سویا حاوی۱/۳ درصد فسفولیپید می­ باشد (William, 1975).

لسیتین از طریق استخراج آبی از روغن سویا بدست می­ آید. لسیتین در ذرت، بادام زمینی و کلزا نیز وجود دارد (Van, 1976). میزان مصرف لسیتین در مواد غذایی متفاوت بوده و در حدود۱-۱.۰ درصد گزارش شده است (Van, 1976) و(William, 1975).

تأثیر لسیتین در خمیر و کیفیت نان­های حجیم بطور وسیع بررسی شده و نتایج متفاوتی ذکر شده است. در زیر به بعضی از این نتایج اشاره شده است:

۱- لسیتین مغز نان را نرم کرده و بیاتی آن را به­ تأخیر می­ اندازد.

۲- لسیتین باعث بهبود کیفیت مغز نان می­ شود.

۳- لسیتین باعث افزایش حجم نان می­ شود.

۴- لسیتین میزان جذب آب خمیر را افزایش می­ دهد.

۵- لسیتین باعث کاهش مدت زمان اختلاط خمیر می­ شود.

۶- لسیتین باعث بهبود خواص رئولوژیکی خمیر می­ شود.

۷- لسیتین باعث کاهش مصرف شورتنینگ می ­شود.

۸- لسیتین و مونوودی­گلیسرید اثر تشدید­کنندگی بر یکدیگر دارند (Pomeranz, 1984).

 

لسیتین معمولاً همراه با سایر امولسیون کننده ها مصرف می­ شود و برای بهبود خواص امولسیفایری آن از طریق روش­ های مختلفی از جملة جداسازی با الکل، هیدرولیز، استیله­ کردن، تغییراتی را در آن بوجود می­ آورند (Dominic, 1986).

در تحقیقی که در مصر بر روی تأثیر لسیتین روغن سویا و پنبه دانه انجام شد مشخص گردید که هر دو نوع لسیتین باعث بهبود خواص رئولوژیکی خمیر و افزایش حجم و وزن نان می ­شود. در حالی ­که لسیتین روغن پنبه دانه تأثیر منفی بر روی رنگ نان دارد (El sebai et al., 1980 ).

 

مونو و دی گلسیریدها

مونو و دی­گلسیریدها و مشتقات آن­ها از مهم­ترین و پرمصرف­ترین امولسیون کننده ها بود و میزان مصرف آن­ها در حدود ۱۵۰۰۰۰ تن در سال می­باشد. از سال 1930 بطور وسیع در مقیاس صنعتی از مونوگلیسریدها در ساخت مارگارین استفاده شد.

مونوگلیسریدها در حرارت­های مختلف اشکال کریستالی متفاوتی دارند. نقطه ذوب مونوگلیسریدها از تری­گلیسریدها بیشتر است. جهت تعیین خصوصیات مونودی­گلیسریدها فاکتورهایی از قبیل عدد صابونی، عدد یدی، عدد هیدروکسیل و میزان کل مونوگلیسرید مورد بررسی قرار می­ گیرند (Stig et al,. 1990).

مونوگلیسریدها سفتی نان را کاهش داده و باعث کاهش تورم نشاسته می­ شوند. کریستال­های کوچک و ریز مونوگلیسریدها به گرانول­های نشاسته چسبیده و از ورود آب به این کریستال­ها جلوگیری کرده، بنابراین باعث کاهش میزان تورم گرانول­های نشاسته می­ شوند.

تأثیر این واکنش بستگی به طول زنجیر جانبی و غلظت مونوگلیسرید دارد. هرچه حرارت اولیه­ای که نشاسته می­بیند، کمتر باشد، تأثیر مونوگلیسرید در ژلاتینه شدن نشاسته کمتر خواهد بود (Valjakka and Ponte, 1984).

مؤثرترین میزان مونوگلیسریدها در حدود ۰.۵- ۰.۰۰۵درصد گزارش شده است. مقادیر ۰.۴۵- ۰.۲درصد نیز ذکر گردیده است (Pomeranz,.1984) و(Valjakka and Ponte, 1984).

دی گلیسرید به تنهایی اثر کمی بر سفتی و بافت نان دارد، ولی زمانی که به همراه مونوگلیسرید مصرف شود، تأثیر آن بیشتر خواهد شد (Pomeranz, 1984).

مصرف مونوگلیسریدها با چربی­ های هیدروژنه، باعث افزایش حجم، بهبود رنگ و افزایش نرمی نان می­ شود (Lpllan and Pamela, 1986).

روش افزودن مونوگلیسریدها اهمیت زیادی در پخت نان دارد(مونوگلیسریدهای بدون آب، نسبت به مونوگلیسریدهای مخلوط شده که حاوی روغن و یا مونوگلیسرید امولسیونه می ­باشند، اثر بیشتری را دارند. فرم کریستالی و خلوص مونوگلیسرید اهمیت زیادی در فعالیت و تأثیر آن دارد. مونوگلیسریدهای که اندازة کریستال آن­ها در حدود ۲۰-۱۰ میکرومتر می ­باشد، براحتی پخش و توزیع شده و فعالیت­بیشتری نشان می­دهند)

تحقیقات نشان می­ دهد که نان­های حاوی مونودی­گلیسرید در اثر گرم کردن سریع­تر تازه می­ شوند. تازگی و دوام نان نیز بیشتر خواهد شد (Coppock, 1954).

تأثیر مونودی­گلیسریدها در بتأخیر انداختن بیاتی نان به ظرفیت و مقدار تشکیل کمپلکس مونوگلیسرید – آمیلوز، بستگی دارد. با تشکیل این کمپلکس انعطاف­ پذیری و سرعت کریستالیزاسیون مولکول­ های آمیلوز کاهش یافته و احتمال تشکیل پیوندهای هیدروژنی بین زنجیره­ های آمیلوز و آمیلوپکتین، کاهش می ­یابد ( Pomeranz, 1984).

Call Now Button