امولسیفایرها

mitra4--javid
ژانویه 5, 2019 0 Comment

در بهبود زخم ها به اثبات رسیده است(ایست وود۳۰،۱۹۸۴).
صمغ کتیرا دارای پیشینه باستانی است(وبکن۳۱ و همکاران، ۲۰۰۳)، به طوری که تاریخ کاربرد کتیرا را بیش از ۵ هزار سال تخمین می زنند(اندرسون و بریجمن۳۲،۱۹۸۵). این صمغ توسط تئوفراستوس در قرن سوم قبل از میلاد توصیف شده است. نام صمغ کتیرا یا همان Tragacanth از دو واژه یونانیTragos به معنی بز و Acantha به معنی شاخ مشتق می شود و احتمالاً به خاطر شکل منحنی مانند صمغ کتیرای نواری یا مفتولی که مرغوب ترین درجه صمغ تجاری است، به این نام منسوب شده است(وبکن و همکاران، ۲۰۰۳). صمغ کتیرا به دو شکل نواری (مفتولی) وپرک (خرمنی) یافت می شود و هر یک از این دو، از بوته مخصوص به خود به دست می آید، همچنین وجود هر دو نوع در یک محل متداول نیست(وایپینگ، ۲۰۰۰).
صمغ کتیرا در آمریکا از سال ۱۹۶۱ تحت لیست GRAS33 طبقه بندی شده است. همچنین توسط کمیته متخصصین افزودنی های مواد غذایی WHO/FAO (JECFA34) تحت عنوان بالاترین رده ارزیابی امنیت غذایی(ADI not Specified) طبقه بندی شده و دارای شماره E413 در لیست افزودنی های پذیرفته شده توسط کمیته علمی غذایی جامعه اروپا می باشد. خصوصیاتی چون پایداری اسیدی بالا، ایجاد ویسکوزیته بالا، خاصیت امولسیفایری، زمان ماندگاری بالا و ایجاد احساس دهانی نرم و حالت خامه ای باعث شده اند این صمغ مورد توجه صنایع مختلف قرار گیرد. توانایی صمغ کتیرا در تغییر شدید رئولوژی محیط هایی که در آن حضور دارد، حتی در غلظت های نسبتاً کم صمغ، مهمترین فاکتور ارزیابی آن بوده و به عنوان معیاری از کیفیت آن و همچنین توجیهی بر رفتارش به عنوان یک عامل سوسپانسه کننده، پایدار کننده و امولسیفایر می باشد(بلاغی وهمکاران۳۵، ۲۰۱۰).
این گیاه به صورت بوته های کوچک از cm10 تاm1 متغییر است. محل رشد آن در نواحی کوهستانی و صحراهای ایران، ترکیه، عراق، سوریه، لبنان، افغانستان، پاکستان و روسیه می باشد. جمع آوری صمغ معمولاً توسط روستائیان انجام می شود. آنها در ماه های تیر و مرداد به نواحی جمع آوری می روند و با بیل های مخصوص خاک اطراف گیاه را خالی می کنند و با چاقوهای مخصوص یک شکاف طولی در ریشه اصلی ایجاد کرده، بعد از دو هفته به محل برگشته و صمغ تراوش شده که به صورت نوار و یا پرک خشک شده است را جمع آوری می کنند. لازم به ذکر است که اولین صمغ جمع آوری شده دارای کیفیت بالاتری نسبت به دومین جمع آوری می باشد(وایپینگ،۲۰۰۰).

۱-۱۱-۱تجارت صمغ کتیرا
ایران به عنوان بزرگ ترین تولید کننده صمغ کتیرا در جهان بر تجارت صمغ کتیرا تسلط داشته و با کیفیت ترین صمغ کتیرا را عرضه می کند. ترکیه دومین تولید کننده بزرگ کتیرا است، اما صمغ کتیرای ترکیه دارای کیفیت پایین تری است. مقادیر کمتری از صمغ نیز توسط افغانستان و سوریه صادر می شود.
۵۰ سال پیش ایران سالانه بیش از ۴۰۰۰ تن صادرات کتیرا داشت، اما در دهه های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ این مقدار به چندین دلیل کاهش یافت:۱- یک سری ابهامات جدی در مورد ایمنی صمغ کتیرا از نظر توکسیکولوژی وجود داشت که منجر به نگرانی در مورد کاربرد آن در صنایع غذایی شد. ۲- جنگ بین ایران و عراق منجر به کمیابی و نامعلومی منابع آن شد و بالا رفتن قیمت باعث شد تا ایران اعتبار خود را در بازار از دست بدهد. ۳- نهایتاً با تأیید صمغ زانتان که برای مصارف غذایی ارزان تر بود، بازار صمغ کتیرا به میزان قابل توجهی نقصان یافت. صمغ زانتان می تواند در بسیاری از کاربرد ها جای صمغ کتیرا را بگیرد و دارا ی مزایایی چون کیفیت ثابت، استریل بودن، قیمت پایین تر و پایدارتر است(وبکن و همکاران،۲۰۰۳). با وجود این به دلیل برخی خصوصیات عالی و منحصر به فرد کتیرا در برخی کاربردها نمی توان به طور موفقیت آمیز کتیرا را با زانتان و یا سایر صمغ ها جایگزین کرد(ویپینگ،۲۰۰۰).
تخمین زده می شود تجارت جهانی صمغ کتیرا به بیش از ۵۰۰ تن در سال نمی رسد که حدود ۳۰۰ تن آن توسط ایران صادر می شود(FAO 1995).

۱-۱۱-۲خصوصیات فیزیکوشیمیایی کتیرا
ایجاد ویسکوزیته بالا، امولسیفایر، پایداری عالی در شرایط اسیدی، طول عمر نگهداری طولانی با ایجاد احساس دهانی نرم و حالت کرمی ، باعث شده تا کتیرا مورد توجه صنایع باشد(ویپینگ،۲۰۰۰).
صمغ کتیرا از سال ۱۹۶۱ به عنوان GRAS با کاربردهایی چون امولسیفایر، پایدارکننده، تغلیظ کننده و عامل کمکی در مقادیر ۳/۱-۲/۰ % در مواد غذایی پذیرفته شده است. همچنین توسط کمیته متخصصین افزودنی های مواد غذاییWHO/FAO (JECFA) تحت عنوان not specified ADI (بالاترین رده ارزیابی امنیت غذایی) طبقه بندی شده و دارای شماره E413در لیست افزودنی های پذیرفته شده توسط کمیته علمی غذایی جامعه اروپا می باشد. مطالعات توکسیکولوژیکی که منجر به اخذ این تصمیمات قانونی شده، توسط اندرسون و همکارانش مرور شده است(ایستوود و همکاران،۱۹۸۴.اندرسون و بریجمن،۱۹۸۸.،اندرسون ۱۹۸۴).
شایان ذکراست استاندارد ملی کتیرا با شماره ۶۲ توسط سازمان ملی استاندارد ایران منتشر شده است.
صمغ کتیرایی که ویسکوزیته بالا تولید می کند، در محلول، رنگ روشنی دارد و محدودیت میکروبیولوژیکی پایینی دارد، صمغ با کیفیت بالا محسوب می شود. بنابراین تمییزی در کلیه مراحل برداشت بسیار مهم است(ویپینگ،۲۰۰۰).
صمغ کتیرا پلیمر کربوهیدراتی بسیار منشعب، هتروژن و آب دوست است که حاوی گروه های متوکسیل می باشد. از هیدرولیز اسیدی صمغ کتیرا، قندهای D- گالاکتورونیک اسید، D– گالاکتوز، L- فوکوز،D- گزیلوز،L- آرابینو
ز
وL- رامنوز به دست آمد. مقدار دقیق هریک از این قندها بین انواع مختلف صمغ کتیرا متفاوت است. اندرسون و گرانت با کار روی صمغ کتیرای ایرانی دریافتند که صمغ های دارای ویسکوزیته بالاتر حاوی مقادیر بیشتری از فوکوز، گزیلوز، گالاکتورونیک اسید و گروه های متوکسیل و همچنین دارای مقادیر کمتری از آرابینوز و اجزای نیتروژنی هستند و صمغ های با ویسکوزیته پایین تر دارای مقادیر کمتری از گالاکتورونیک اسید و گروه متوکسیل بوده، ولی آرابینوز و گالاکتوز بیشتری داشته اند(ویپینگ،۲۰۰۰).
پودر صمغ به دست آمده از کتیرای مفتولی دارای رنگ سفید تا زرد روشن بوده و بدون بو و طعم است. رنگ انواع خرمنی از زرد تا قهوه ای بوده و پس از پودر شدن، رنگ شیری تا قهوه ای روشن خواهند داشت.
صمغ کتیرا در آب سرد و آب داغ به سرعت متورم می شود ویک محلول کلوئیدی ویسکوز تولید می کند. در الکل و حلال های آلی نامحلول است. محلول های کتیرا به طور طبیعی کمی اسیدی هستند. کتیرا یکی از مقاوم ترین صمغ ها دربرابر اسید است.صمغ کتیرا یک امولسیفایرطبیعی برای امولسیون های اسیدی روغن در آب است.مقدار HLB آن ۹/۱۱ گزارش شده است ولی بسته به نوع مفتولی یا خرمنی بازه ۹/۱۳-۱۱ در نظر گرفته شده است. کتیرا با سایر هیدروکلوئیدها همچنین کربوهیدرات ها، پروتئین ها و چربی ها سازگار است(ویپینگ،۲۰۰۰).

۱-۱۲امولسیفایرها
امولسیون یک سیستم ناهمگن می باشد که حداقل شامل یک مایع غیر قابل امتزاج است که در یک مایع دیگر به صورت قطرات کاملا ریز پخش شده است قطر این ذرات حداکثر ۱/۰ میکرومتر است. چنین سیستم هایی دارای پایداری کمی هستند ولی با افزودن مواد فعال در سطح، این پایداری تقویت می گردد. طبقه بندی نسبتاً کلی برای مواد امولسیفایری آورده شده است که یک تقسیم بندی ابتدایی می باشد و شامل سه گروه اصلی است:
الف- مواد جامد ریزی که به راحتی پخش می شوند۳۶
ب- موادی که در طبیعت وجود دارند۳۷
ج- مواد فعال سطحی۳۸
سایر امولسیفایرها به ویژه انواع سنتزی که به صورت جداگانه و یا ترکیب با مواد طبیعی موجود هستند، دارای قابلیت کاربرد فوق العاده ای در تولید مدرن نان های مسطح هستند. امولسیفایرها مزایای کیفی و اقتصادی زیادی دارند و تحت تأثیر سختی آب وpH نمی باشند. قابل توجه است که قدیمی ترین امولسیفایر که صابون می باشد هنوز در پخت یک نوع نان مسطح(سنگک) در ایران به کار می رود.
روش دیگر طبقه بندی امولسیفایرهای سنتزی بر اساس توازن لیپوفیل- هیدروفیل۳۹(HLB) آنها است که به کارایی آنها برای کاربرد در سیستم غذایی بستگی دارد. اساس و پایه مولکولی و تأثیر متقابلی که بین امولسیفایر و ترکیبات خمیر وجود دارد هنوز به طور کامل مشخص نگردیده است. امولسیفایر ها بر اساس ساختمانی که دارند قادرند با نشاسته و همچنین پروتئین ها ترکیباتی را به وجود آورند. به هر حال امولسیفایرها در خمیر گندم به عنوان مواد نرم کننده و یا مواد کمک کننده به کار می روند. امولسیفایرها قادرند به نحوی ساختار گلوتن را تقویت نمایند و بدین طریق عملیات آماده سازی و همچنین نگهداری گاز را در خمیر اصلاح نمایند(حجتی و عزیزی، ۱۳۸۳).
مهمترین وظایف امولسیفایرها عبارتند از: تسریع در پراکندگی چربی در خمیر و جلوگیری از نفوذ آب به داخل دانه های نشاسته که در اثر این امر ژلاتینه شدن نشاسته به تعویق می افتد. جلوگیری از خروج آمیلوز از دانه های نشاسته، تضعیف پیوند دانه های ژلاتینه شده نشاسته، تسریع در آبگیری گلوتن. براساس تحقیقات انجام شده، امولسیفایرها در اثر کمپلکسی که به وجود می آورند، مانع خروج آمیلوز از دانه نشاسته می شوند. در بیاتی نان و محصول صنایع پخت که در فرمول آنها امولسیفایر به کار رفته، کمپلکس محلول(اسید چرب-آمیلوز) به وجود می آید که درون دانه متورم شده نشاسته باقی می ماند. در اثر این امر آمیلوز دیگر نمی تواند برای ایجاد ساختار ژل(بین دانه های نشاسته) مورد استفاده قرار گیرد( رجب زاده،۱۳۶۸).
نخستین عملکرد امولسیفایر در محصول به عمل آمده با مخمر، توانایی آنها جهت توسعه واکنش های پیچیده با نشاسته و گلوتن است که سبب بهبود کیفیت آرد، بهبود مکانیکی خمیر، بهبود ابقاء گاز، دانه بندی یکنواخت، بهبود بافت و کاهش مصرف شورتنینگ می باشد(حجتی و عزیزی، ۱۳۸۳).
پیشنهاد شده است که افزودن امولسیفایرها می تواند کیفیت نان حاوی فیبر بالا را افزایش دهد(سانگ نارک ونوم هرون۴۰،۲۰۰۴).

۱-۱۳مواد فعال سطحی
سورفاکتانت ها مولکول هایی هستند که در فصل مشترک بین فازهای فیزیکی مهاجرت می کنند و خصوصیات حائز اهمیت آنها ماهیت آمفی فیلیک آنها است. سورفاکتانت ها با اجزای محلول درآب همانند آمیلوز یا پروتئین های گلوتن منتشر شده، به خاطر آزادی چرخشی که توسط زنجیره ها ایجاد می شود، واکنش می دهند (عزیزی و رائو، ۲۰۰۵).
مواد فعال سطحی براساس گروه مولکولی هیدروفیل به ۵ گروه تقسیم می شوند:
– امولسیفایرهای فعال آنیونی (بار منفی)
– امولسیفایرهای فعال کاتیونی (بارمثبت)
– امولسیفایرهای فعال غیر یونی (دو قطبی، بدون بار)
– آمفولیتیک (بار مثبت یا منفی)
– امولسیفایرهای غیر محلول در آب (حجتی و عزیزی، ۱۳۸۳).

۱-۱۴ امولسیفایرها در صنعت نان
مهمترین امولسیفایرهایی که در صنعت نان استفاده می گردند عبارتند از:
• استرهای دی استیل تارتاریک اسید منو ودی گلیسریدهای اسیدهای چرب (استرهای DATEM یاDATA). این امولسیفایرها موج
ب کاهش اندازه حباب های گاز در خمیر و سرانجام منجر به ایجاد بافت سلولی ریز در نان می شوند. DATEM در نگهداری گاز و در نتیجه در افزایش حجم و نرمی نان دخالت دارد. میزان مصرف آن معمولاً بیش از ۳/۰% وزن آرد می باشد.
• SSL : این امولسیفایر موجب افزایش توان نگهداری گاز، افزایش حجم نان و نرمی بافت می گردد. اما در صورتی که به یک میزان وزنی نسبت به استرهای DATA به خمیر اضافه گردد، اثر آن پایین تر می باشد. معمولاً از این نوع امولسیفایر در تولید محصولات تخمیری شیرین نظیر دونات ها (پیراشکی ها) و همبرگرهای مخصوص استفاده می شود.
• GMS : هنگام استفاده از این امولسیفایر بهتر است از نوع مایع استفاده شود. این امولسیفایر نقش عمده ای در نگهداری گاز و افزایش حجم ندارد و فقط زمان بیاتی را به تأخیر می اندازد.
• لسیتین : یک ترکیب پیچیده فسفولیپیدی با منشأ گیاهی می باشد و معمولاً در باگت ها و نان های خشک و شکننده، جهت افزایش توان نگهداری گاز و تشکیل پوسته نان به کار میرود( مظفری، ۱۳۸۳).

۱-۱۴-۱ سدیم استئاروئیل لاکتیلات(SSL)
SSL یک مشتق اسید چرب است که به عنوان امولسیفایر برای گسترش خمیر، حجم و نرمی نان های درست شده از نشاسته به کار می رود. پیشنهاد می شود که پیوند یافتن SSL به پروتئین آرد باعث این تأثیرات می شود، هرچند که روش دقیق عمل همچنان ناشناخته است. SSL افزوده در خمیر ممکن است احتمالاً به عنوان پیوند دهنده بین لیپیدهای امولسیفیه شده و پروتئین های آرد عمل کند. پیشنهاد می شود که SSL همانند فسفولیپیدها واکنش می دهد(کروناکیس و همکاران۴۱،۲۰۰۴).
SSL یک سورفاکتانت آنیونی و نام تجاری آن امپلکس۴۲ می باشد( وزن مولکولی تقریبی ۴۵۰، تولید شده توسط واکنش استئاریک اسید(۵۰-۹۰%) با اسید لاکتیک در حضور سدیم است. محصول در شکل اسپری، پودر(خرد شده به روش سرمازایی) یا دانه ای شکل که هر شکل در توزیع اندازه ذرات متفاوت است، وجود دارد. محتوی اسید چرب SSL بسته به ماده اولیه استفاده شده متفاوت است ولی عموماً حاوی ۵۰% پالمتیک و ۴۸% استئاریک اسید است. SSL یک محصول FCC43 است و می بایست خصوصیات ویژه ای داشته باشد: ارزش اسیدی ۸۰-۶۰، آرسنیک کمتر از ppm3، ارزش استری ۱۹۰-۱۵۰، فلزات سنگین ppm 10، محتوی سدیم ۵/۳ تا ۵% و اسید لاکتیک کلی ۳۴- ۳۱% .
SSL به عنوان حالت دهنده، افزایش دهنده قدرت خمیر و نرم کننده خمیر در