نشاسته های اصلاح شده و کاربرد آن در صنایع غذایی (2)

 

 

بهاره برهانی، مهدی جعفری اصل ،واحد تحقیق و توسعه گروه صنعتی پژوهشی فرهیختگان زرنام در قسمت 1 این مقاله به تولید انواع نشاسته های اصلاح شده شیمیایی و کاربرد آن در صنایع مختلف غذایی پرداخته شد. همانطور که گفته شد نشاسته به روش­های مختلفی برای دستیابی به عملکرد مناسب در صنایع مختلف، اصلاح شده است. به طور کلی چهار روش مختلف برای اصلاح نشاسته طبیعی وجود دارد که شامل اصلاح شیمیایی، اصلاح فیزیکی،  اصلاح آنزیمی و اصلاح دوگانه می­باشد. با ایجاد اصلاحات فیزیکی و شیمیایی می­توان خواص چسبانندگی، دمای ژلاتیناسیون، مقاوت در برابر دما، برش، اسید و رتروگراداسیون نشاسته را بهبود بخشید. شما میتوانید قسمت دوم ای مقاله را در مجله میکروسکوپ  مطالعه کنید:

 

یکی از روش های ساده تر و پرکاربرد استفاده از روش های فیزیکی جهت اصلاح نشاسته خام می باشد. با اصلاح فیزیکی نشاسته، گرانول های نشاسته و ساختار مولکولی آن دستخوش تغییر قرار می گیرند و باعث افزایش پایداری گرانول ها، کاهش در رتروگراداسیون و افزایش در خواص چسبندگی و ژل شدن آن می شود. ازانواع نشاسته­های اصلاح شده فیزیکی می­توان به نشاسته پری ژلاتیناسیون، نشاسته آسیاب شده و نشاسته محلول در آب سرد اشاره نمود که به روش های پختن، حرارت مرطوب و حرارت خشک اصلاح می­گردند.

نشاسته پری ژل یکی از انواع نشاسته اصلاح شده، به روش فیزیکی است که باعث تخریب گرانول­های نشاسته، می­شود که سبب قطعه قطعه شدن کامل نشاسته می­گردد. خاصیت اصلی نشاسته پری ژل، افزایش جذب آب و حلالیت در آب سرد می­باشد که منجر به تهیه دوغاب فوری نشاسته در نبود حرارت می­گردد. در این فرایند منبع نشاسته و شرایط خشک کردن اثر گذار می­باشد. نشاسته پری­ژل از طریق خشک کردن غلطکی، پاششی و پخت اکستروژن تهیه می­شوند. در این میان، خشک کردن غلطکی روش صنعتی رایج برای تهیه نشاسته پری ژل می­باشد که در صنایع غذایی بویژه در صنایعی که پروسه حرارتی وجود ندارد از این نشاسته به عنوان قوام دهنده و غلظت دهنده استفاده می شود ( انواع سس های سرد، آبمیوه ها و نوشیدنی ها….).

گرانول های نشاسته در دمای اتاق در آب نامحلول می باشند که این امر به دلیل نفوذ ناپذیری گرانول های نشاسته به آب در دمای اتاق می باشد که در این حالت بین آب و نشاسته واکنشی رخ نخواهد داد و در نتیجه نشاسته نمی تواند باعث افزایش ویسکوزیته شود. اما هنگامی که نشاسته را در حضور آب حرارت می دهند (دماهای بالای °C 60) گرانول های نشاسته می توانند آب جذب کنند و ژلاتینه شوند. نامحلول بودن نشاسته در دمای اتاق باعث می شود که استفاده از آن در فرآیندها و فرمولاسیون هایی که تیمار حرارتی در آن رخ نمی دهد، محدود شود. در نتیجه برای چنین فرآیندهایی از نشاسته پری ژلاتینه استفاده می شود که قابلیت جذب آب و در نتیجه تشکیل ژل در دمای اتاق را دارد.

التراسونیک روش دیگری است که برای اصلاح فیزیکی نشاسته مورد استفاده قرار می­گیرد. این روش به دلیل مزایای مختلف از جمله هزینه پایین، سازگاری با محیط زیست، به دلیل عدم استفاده از مواد شیمیایی در مقایسه با سایر روش های اصلاح شیمیایی مورد استفاده قرار می­گیرد. در روش التراسونیک، فرایند کاویتاسیون اتفاق می­افتد و باعث شکسته شدن پیوند کوالانسی و غیر کوالانسی درون ساختار نشاسته می شود. براین اساس، حباب های بزرگتر تشکیل می­شود. در نتیجه با استفاده از روش التراسونیک می توان در پلیمرهای نشاسته، اصلاح فیزیکی انجام داد. نشاسته ذرت می تواند با استفاده از این روش تغییراتی در خواص فیزیکوشیمیایی نشاسته ذرت ایجاد نماید.

استفاده از نشاسته اصلاح شده به روش های مختلف موجب افزایش یا کاهش ویسکوزیته، افزایش ماندگاری، بهبود بافت، حلالیت و شکل ظاهری و خاصیت امولسیفایر در صنعت غذا می شود.

روش هیدروترمال یکی دیگر از روش­های اصلاح فیزیکی نشاسته است که نشاسته را بدون تخریب گرانول­های آن اصلاح می­نمایند، که شامل روش  Annealingو روش HMT می­باشد. این دو روش در دماهای بالای دمای انتقال شیشه ای  (Tq)و زیر دمای ژلاتیناسیون رخ می­دهد. اساسا اصلاح هیدروترمال فقط زمانی می­تواند اتفاق بیفتد که پلیمرهای نشاسته در مرحله آمورف قرار بگیرند و در حالت لاستیکی متحرک در منطقه نیمه کریستالی قرار داشته باشند. روش آنیلینگ در حضور حرارت و آب می­باشد. در این روش، گرانول­های نشاسته، در آب زیاد (76%) یا متوسط (40%) و سپس قرار دادن نشاسته در دمای بالای Tq و پایین ژلاتیناسیون رخ می­دهد که در مدت زمانی مشخصی انجام می­شود. روش دیگر HMT است که در آن نشاسته به تحریک حرارتی گرانول­های نشاسته در دمای بالای دمای انتقال شیشه ای و پایینتر از دمای ژلاتیناسیون در رطوبت کم (زیر 30%) اشاره دارد. در طی این فرایند تورم گرانول­ها و ویسکوزیته آنها کاهش می­یابد و در مقابل، مقاومت حرارتی، دمای ژلاتیناسیون، مقاومت به آلفا آمیلاز و هیدرولیز اسیدی افزایش می­یابد.

مطالعات اخیر نشان داده است که نشاسته اصلاح شده، توانایی جایگزینی با چربی را در رژیم های غذایی دارد.

در مطالعه­ای در مورد نشاسته اصلاح شده فیزیکی، مشخص شد که نشاسته اصلاح شده فیزیکی دارای توزیع وسیعی از اندازه ذرات است. همانطور که گفته شد سه عملکرد رایج نشاسته اصلاح شده در صنایع غذایی شامل ژل شدن، تثبیت و تغلیظ شدن است.

نشاسته با اصلاح فیزیکی برای مثال، پری ژل، آنیلینگ می توانند محصولات ایمنی تولید کنند.

همچنین انواع نشاسته های اصلاح شده (شیمیایی، فیزیکی، آنزیمی) مورد تایید FDA می باشد و به عنوان GRASS شناخته شده اند.

یکی از متداولترین نشاسته های با اصلاح فیزیکی نشاسته پری ژل است و از جمله کابردهای نشاسته پری ژلاتینه می توان به: غذای کودک، سوپ ها، محصولات نانوایی، پایدار کننده، اکسپینت در صنایع داروسازی و به عنوان بایندر در گرانولاسیون مرطوب اشاره نمود.

 

میکروسکوپ را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید: