نشاسته های اصلاح شده و کاربرد آن در صنایع غذایی

1401/04/08

مدت زمان مطالعه 10

نشاسته-های-اصلاح-شده-و-کاربرد-آن-در-صنایع-غذایی
نشاسته های اصلاح شده و کاربرد آن در صنایع غذایی
بهاره برهانی، مهدی جعفری اصل واحد تحقیق و توسعه گروه صنعتی پژوهشی فرهیختگان زرنام

نشاسته یک مولکول پلی ساکاریدی است که به وفور در منابع مختلف گیاهی یافت می شود.  این پلی ساکارید زیست تخریب پذیر و تجدید پذیر از منابع مختلف نشاسته شامل، غلات ( گندم، ذرت، برنج، جو، جودوسر، سورگوم، چاودار و ارزن)، حبوبات (لوبیا، عدس، لوبیا قرمز، ماش، نخودفرنگی و سویا)، ریشه ها و غده ها (کاساوا و سیب زمینی) بدست می آید. بیشترین نشاسته تولید شده در سرتاسر جهان از ذرت بدست می آید.  نشاسته از دو قسمت تشکیل شده است: آمیلوز با ساختار خطی و آمیلوپکتین با ساختار منشعب و به صورت گرانول نیمه کریستالی گسسته در گیاهان ذخیره می شود. آمیلوز تمایل بیشتری به رتروگراداسیون و تولید ژل های سخت و فیلم های مستحکم دارد. در مقابل آمیلوپکتین زمانی که در آب حل می شود پایدارتر بوده و ایجاد ژل های نرم و ضعیف می کند. در میان پلیمرهای کربوهیدراتی، نشاسته به دلیل مزایای فوق العاده در محصولات غذایی مختلف، در حال حاضر از توجه بسیاری برخوردار است. نشاسته ای که از منابع گیاهی بدون تغییر استخراج می گردد، نشاسته طبیعی نام دارد. این نشاسته به دلیل محدودیتهای ذاتی که دارد ( عدم حلالیت در آب سرد و تمایل به رتروگراداسیون تمایل به سینرزیس و ایجاد ژل های ناپایدار)، معمولا در استفاده در صنعت دارای محدودیت های مختلفی می باشد به همین دلیل برای رفع این محدودیت ها می توان از نظر فیزیکی یا شیمیایی آن را اصلاح نمود و آن را به یک منبع بسیار متنوع تبدیل کرد.  
نشاسته ذرت به عنوان یک نشاسته صنعتی محسوب می گردد و در بسیاری از محصولات بیکری از قبیل کوکی ها، کیک ها، فیلینگ ها، محصولات لبنی، سس ها، محصولات نیمه آماده و ... مورد استفاده قرار می گیرد. نشاسته ذرت خاصیت قوام دهندگی، بافت دهندگی، پایدار کنندگی و خاصیت ژل شدن خوبی را فراهم می کند. براساس آمار موجود، بیش از 50 درصد از نشاسته ذرت در دنیا در صنعت غذا مورد استفاده قرار می گیرد. مصرف نشاسته ذرت در محصولات غذایی علاوه بر، بهبود کیفیت باعث کاهش هزینه¬های تمام شده محصولات غذایی می شود. واقعیت جالب دیگر ذرت این است که در صنایع از دو نوع نشاسته ذرت حاصل از ذرت طبیعی و ذرت مومی با خواص فیزیکوشیمیایی مختلف و ساختار متفاوت استفاده می گردد. که هر یک از این انواع نشاسته ذرت کاربردهای مختص خود را دارد و در صورت ایجاد اصلاح شیمیایی و فیزیکی خواص منحصر به فردی در صنایع غذایی و غیر غذایی پیدا می کند.
از کاربردهای نشاسته در صنعت غذا، استفاده به عنوان تغلیظ کننده، ماده ژل کننده، عامل تثبیت کننده یا پرکننده می-باشد. به طور معمول، محصولات غذایی مبتنی بر نشاسته 50 - 55٪ از کل انرژی روزانه یک انسان را تأمین می کنند.
نشاسته نه تنها در صنایع غذایی کاربرد دارد بلکه در مصارف دارویی نیز کاربرد دارد. به غیر از این، نشاسته در تهیه فیلم های خوراکی از جایگاه ویژه ای برخوردار است. نشاسته همچنین در صنایع حفاری، بخش نفت و گاز استفاده می شود. نشاسته در صنایع تولید اتانول زیستی، کاغذسازی، صنعت چاپ و بسته بندی نیز بسیار کاربردی است.
نشاسته به روش های 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 می باشد. به منظور بهبود خواص چسبانندگی نشاسته و افزایش ماندگاری، اصلاح نشاسته با استفاده از مواد شیمیایی متداول ترین روش است. با ایجاد اصلاحات فیزیکی و شیمیایی می توان خواص چسبانندگی، دمای ژلاتیناسیون، مقاوت در برابر دما، برش، اسید و رتروگراداسیون نشاسته را بهبود بخشید. 
انواع نشاسته های تجاری مانند ذرت و دیگر غلات به طور معمول تحت اصلاحات فیزیکی یا شیمیایی می تواند در صنایع غذایی مختلف مورد استفاده قرار گیرد. نشاسته اصلاح شده برای بدست آوردن پایداری حرارتی یا مقاومت در مقابل گرما، پایداری طی فرایند منجمد کردن و حل شدن در آب سرد به آرامی مورد اصلاح قرار گیرد. 
اصلاح شیمیایی، شامل ورود گروه های عاملی به داخل مولکول های نشاسته و در نتیجه تغییر خواص فیزیکوشیمیایی آن ها می باشد. گروه های هیدروکسیل (OH)  موجود در نشاسته، هدف این تغییرات شیمیایی قرار می گیرند. اصلاح شیمیایی سبب تغییرات عمده¬ای در ویژگی های نشاسته، از جمله ژلاتیناسیون و رتروگراداسیون آن ها می گردد.
از انواع نشاسته های اصلاح شده پرکاربرد در صنایع غذایی و غیر غذایی می توان به نشاسته های استیله، فسفاته، هیدروکسی پروپیله، پری ژلاتینه و اکسید نام برد که هر یک از این انواع نشاسته براساس صنعت و محصول هدف انواع مختلفی دارند و خواص رئولوژیکی متفاوتی از خود نشان می دهند . 
یکی از انواع نشاسته های اصلاح شده، نشاسته با اتصالات عرضی می باشد که عملکرد نشاسته اتصال یافته به میزان اتصالات آن وابسته است. این نوع نشاسته به طور گسترده در صنایع غذایی به عنوان غلظت دهنده، استابیلایزر و بافت دهنده استفاده می شود. همچنین در سس های سالاد به منظور ایجاد غلظت با ویسکوزیته پایدار در pHهای پایین و نیروهای برشی زیاد در طی فرایند هموژنیزاسیون استفاده می گردد. همچنین در آماده سازی پای فیلینگ ها، نان، پودینگ ها، غذاهای کودک، سوپ ها، سس ها و خوراک ها استفاده می شود.
طی مطالعاتی گزارش شده است که نشاسته ذرت اتصال یافته با سدیم تری متافسفات / سدیم تری پلی فسفات سبب کاهش حلالیت و شفافیت خمیر نشاسته ذرت می گردد. همچنین حلالیت نشاسته ذرت اتصال یافته با افزایش درجه اتصالات در تمام دماها در مقایسه با نشاسته طبیعی کاهش می¬یابد. این پدیده بدلیل افزایش چگالی نشاسته اتصال یافته می باشد که از تجزیه گرانول های نشاسته در طی ژلاتیناسیون جلوگیری می کند.
یکی از انواع نشاسته اصلاح شده شیمیایی، نشاسته فسفاته مونواستری است که استرهای مونوفسفات نشاسته، ویسکوزیته، شفافیت و پایداری بیشتری حتی در شرایط انجماد و مخصوصا هنگام خروج از انجماد در محصولات غذایی ارائه می دهند.
  نشاسته استیله شده یکی دیگر از انواع نشاسته اصلاح شده می باشد که گروه های هیدروکسیل آن با گروه های استر (استیل) جایگزین شده است. از ویژگی های این نشاسته، پخت مناسب، پایداری در طی ذخیره سازی، بافت پایدار، ظاهر مناسب، جلوگیری از رتروگراداسیون، تقویت ویژگی های هیدروفوبیک، مقاومت حرارتی، توانایی تشکیل فیلم و بهبود ویژگی ترموپلاستیک می باشد. نشاسته های استیله شده، آب را در دماهای پایین و شرایط انجماد حفظ می نمایند. مخصوصا نشاسته های استیله شده با آمیلوز کم مثل تاپیوکا، سیب زمینی و ذرت این ویژگی را دارند. این ویژگی سبب می شود این نوع از نشاسته های اصلاح شده از ایجاد کدورت، تشکیل ژل و سینرزیس ممانعت بعمل آورند. به همین دلیل این نوع از نشاسته های اصلاح شده معمولا سبب پایداری و شفافیت محلول نشاسته و افزایش میزان تورم و پخش پذیری گرانول های نشاسته و جلوگیری از رتروگراداسیون می گردند. این نشاسته اصلاح شده در صنایع غذایی به عنوان ترکیب ضد تشکیل ژل استفاده می گردد. از نشاسته استیله شده با آمیلوز بالا در آب نبات های صمغی استفاده می گردد. همچنین به عنوان اتصال دهنده مقاوم به اسید در صنایع غذایی کاربرد دارد.
از نشاسته اصلاح شده شیمیایی در جایگزینی چربی در محصولات لبنی استفاده می نمایند که اثر خوبی در سینرزیس و جریان پذیری و ویژگی های ویسکوالاستیک محصولات لبنی می گردد. 
علاوه بر این، نشاسته اصلاح شده آنزیمی می تواند در معرض آنزیم های آمیلازی قرار بگیرد. مالتودکسترین نمونه ای از نشاسته اصلاح شده آنزیمی است که با استفاده از آنزیم های آمیلازی تولید می گردد و در صنایع غذایی، دارویی و... به عنوان ماده کمکی، بهبود دهنده، پرکننده، قوام دهنده مورد استفاده قرار بگیرد.
NaN
برچسب‌ها
نظرات شما
    • نام و نام‌خانوادگی
    • ایمیل
    • متن
    لطفا منتظر بمانید ...