کاربرد های گسترده نشاسته اصلاح شده (مودیفاید)

کاربرد گسترده نشاسته های اصلاح شده تمام کاربرد های نشاسته معمولی را دربر می گیرد و شامل برخی عملکردهای تکمیل کننده و بهبود دهنده نشاسته معمولی نیز می باشد. خوانندگان محترم وبلاگ آی فودز می توانید با مطالعه مقاله زیر با این کاربردها آشنا شوید.

نشاسته

نشاسته یک محصول مهم غذایی و یک ماده زیستی چند کاره در سراسر جهان است. از آن در بسیاری از بخش های صنعتی از جمله مواد غذایی، بهداشت، نساجی، شیمی و مهندسی استفاده می شود.

نشاسته یک پلی ساکارید گلوکز است که از دو نوع پلیمر آمیلوز و آمیلوپکتین ساخته شده است. مولکول های نشاسته تولید شده توسط هر گونه گیاهی، دارای ساختار و ترکیب خاصی می باشند.

کاربرد نشاسته در صنایع غذایی به عنوان افزودنی هایی برای غلیظ شدن، حفظ و افزایش کیفیت در غذاهای پخته، شیرینی پزی، ماکارونی، سوپ و سس استفاده می باشد.

تنوع نشاسته در کاربردهای صنعتی تا حد زیادی با خواص و عملکرد فیزیکوشیمیایی آن مشخص می شود. نشاسته در حالت طبیعی دارای عملکرد و کاربرد محدودی می باشد. از این رو پیشرفت های بیوتکنولوژی و فناوری شیمیایی، منجر به اصلاح نشاسته برای اهداف مختلف گشته است.

افزودنی های غذایی

مصرف کنندگان از غذاهای فرآوری شده کیفیت و لذت خوب خوردن را می طلبند. این امر تا حدی با افزودن تثبیت کننده ها، غلظت دهنده ها و مواد تشکیل دهنده ژل به دست می آید. با افزودن این مواد به غذاها بافت، طعم و حس دهان بهبود می یابد.

تثبیت کننده ها، غلظت دهنده ها و عوامل تشکیل دهنده ژل از افزودنی های مستقیم تأیید شده در مواد غذایی می باشند. برای تأمین ساختار، ویسکوزیته، ثبات و سایر ویژگی ها مانند حفظ رنگ محصول استفاده می شود.

نشاسته اصلاح شده (Modified Starch)

نشاسته اصلاح شده، مشتقات نشاسته نیز نامیده می شود. برای تولید آن با استفاده از روش فیزیکی، آنزیمی یا شیمیایی نشاسته طبیعی را تغییر می دهند و خواص آن نیز تغییر می کند.

این نشاسته ها عملاً همه کاربرد های نشاسته طبیعی را دارند. برای مثال در محصولات غذایی به عنوان عامل غلظت دهنده، تثبیت کننده یا امولسیفایر استفاده می شود. در داروسازی نیز به عنوان یک ماده تجزیه کننده کاربرد دارد.

نشاسته هایی که از سیب زمینی، ذرت، برنج، تاپیوکا و گندم تهیه می شوند برای استفاده در صنایع غذایی اصلاح می شوند. زیرا نشاسته های طبیعی دارای فعالیت سطحی (امولسیفایری) ضعیفی می باشد.

هدف از اصلاح نشاسته

نشاسته یک افزودنی است که در تولید سس، سوپ و…استفاده می شود اما پایدار نیست. این ماده پس از نگهداری طولانی در یخچال آب آزاد می کند (پدیده سینرسیس).

هدف از انجام عملیات های مختلف و اصلاح نشاسته محدود کردن تمایل طبیعی نشاسته به انتشار آب می باشد. نشاسته ها اصلاح می شوند تا عملکرد آن ها در فرآوری های مختلف افزایش یابد.

نشاسته ها ممکن است برای افزایش پایداری در برابر حرارت زیاد، اسید، برش، سرد شدن یا انجماد اصلاح شوند. ازجمله تغییراتی که در نشاسته اصلاح شده ایجاد می شود می توان موارد زیر را نام برد:

 تغییر بافت آن ها، کاهش یا افزایش ویسکوزیته، طولانی یا کوتاه کردن زمان ژلاتینه شدن و افزایش ثبات ویسکوزیته آن ها.

موارد استفاده از نشاسته اصلاح شده

فرآیند اصلاح نشاسته بسته به نوع گیاهی که نشاسته از آن استخراج شده، متفاوت است. فرآیند اصلاح باعث می شود تا نشاسته ویژگی های خاصی را ایجاد کند، مانند توانایی ایجاد بافت و ساختار در غذایی که به آن اضافه می شود. بسته به فرآیند، نشاسته می تواند عملکردهای خاصی را بدست آورد که هرکدام برای نوعی از فرآورده های غذایی مناسب تر است.

در فیلم زیر کاربردها و نحوه عملکرد نشاسته توضیح داده شده است:

در صنایع غذایی هدف از افزودن نشاسته مودیفاید، برطرف سازی محدودیت ها در فرآیندهای غذایی و سازگار ساختن مواد با فرآوری مدرن غذاست:

به عنوان مثال در فرآیند پخت و پز، انجماد یا ذوب، کنسروسازی و استرلیزاسیون.

از نشاسته های مودفاید درتولید محصولاتی که نیاز به مایکروویو، خشک شدن در یخ و پخت در دمای بالا دارند استفاده می شود. هدف این است که بافت چنین غذاهایی در طول فرآیند پخت تغییر نکند.

نشاسته های اصلاح شده عمدتا در چیپس، سوپ کنسروی، پودینگ فوری، بستنی کم چرب، سس های پنیر، و آب نبات استفاده می شود.

روش های اصلاح نشاسته

اصلاحات بیشتر با روش های فیزیکی و شیمیایی انجام شده است. اصلاحات آنزیمی هم چنان در حال بررسی بیشتر هستند.

روش های اصلاح فیزیکی ساده و ارزان هستند. موارد زیر از جمله روش های فیزیکی اصلاح نشاسته می باشند:

• تیمار با فشار اسمزی
• فرآیند فشار لحظه ای کنترل شده
• تیمار در میدان های الکتریکی پالسی
• تیمار حرارتی و …

در اصلاح شیمیایی با اعمال تغییر در گروه های هیدروکسیل نشاسته، تغییرات قابل توجهی در ویژگی فیزیکوشیمیایی آن ایجاد می شود.

ویژگی های عملکردی نشاسته اصلاح شده شیمیایی به عوامل متعددی بستگی دارد از جمله این موارد:

منشا گیاهی نشاسته طبیعی، pH، زمان واکنش، وجود کاتالیزورو…

اصلاح شیمیایی به طور کلی با استفاده از مشتقات شیمیایی انجام می شود. مانند استری شدن، استیله شدن، کاتیوناسیون ، اکسیداسیون، هیدرولیز و پیوند عرضی.

برخی از انواع نشاسته های اصلاح شده و کاربرد هایشان

رایج ترین انواع نشاسته های اصلاح شده، نشاسته های مومی و نشاسته های دارای آمیلوز بالا است. نشاسته مومی، حاوی 100٪ آمیلوپکتین است و در غلات (یعنی ذرت ، سورگوم و گندم) یافت می شود.

نشاسته هیدروکسی پروپیل (E 1440)

این نوع نشاسته پایداری فرمولاسیون را در شرایط قلیایی افزایش می دهد. هم چنین به ارائه رنگ، درخشندگی و بافت بهتر کمک می کند. معمولاً در سس ها، شربت ها و تنقلات و کراکرهای پخته شده استفاده می شود. همچنین در مقایسه با نشاسته های سنتی و از پیش ژلاتینه شده، پایداری فوق العاده ای در تشکیل ژل در دمای پایین دارد.

نشاسته استیله (E1420)

عمدتا به عنوان عامل غلظت دهنده استفاده می شود. این محصول در دمای بالا و pH پایین پایدار است.

نشاسته فسفاته (E1412)

در طیف گسترده ای از غذاها منجر به ایجاد بافت منحصر به فرد و احساس دهانی فوق العاده می گردد. این محصول اغلب در تولید ژل میوه، نانوایی و خامه پر کننده استفاده می شود.

• نشاسته های اصلاح شده متداول ترین جایگزین صمغ عربی در امولسیون های نوشیدنی هستند.
• نشاسته های اصلاح شده یکی از بیوپلیمرهای کاربردی هستند که در بسته بندی به روش ریزپوشانی (کپسوله کردن) استفاده می شوند. .نشاسته اصلاح شده آبگریز که به عنوان اولسیفایر عمل می کنند، در ریز کپسوله سازی طعم ها، ریز مغذی ها و عطرها بسیار موثر و اقتصادی هستند.

منابع استفاده شده در این مقاله:

Jason Z. Li, in Microencapsulation in the Food Industry, 2014

Mara Krempel, … Hanna Khouryieh, in Preservatives and Preservation Approaches in Beverages, 2019