مقدمه
صمغ و هیدروکلوئیدها ترکیباتی هستند که بیشترین استفاده را به عنوان عوامل ایجاد کننده نوآوری در صنایع غذایی دارند. به طور کلی صمغ‌ها دارای ویژگی‌های متعددی هستند. انواع متعددی از صمغ‌ها در صنایع غذایی مورد استفاده قرار میگیرد. در ادامه به بیان انواع صمغ‌ها و کاربردهای آنان و همچنین انواع صمغ های خوراکی در صنایع غذایی و مواد استفاده آنان اشاره شده‌است.
صمغ چیست؟
صمغ‌ها ترکیباتی هستند که از متابولیسم ثانویه در میکروارگانیسم‌ها، ماکروفیت‌ها و گیاهان عالی تولید می‌گردند. هیدروکلوئیدها و صمغ بیشترین استفاده را به عنوان عوامل ایجاد کننده نوآوری در صنایع غذایی دارند. این مواد دارای ترکیبات پلی ساکاریدی هستند. (پلی ساکاریدها به دلیل تنوع زیاد در فرمولاسیون‌های محصولات غذایی بسیار مورد استفاده قرار میگیرند). از طرف دیگر صمغ‌ها بیوپلیمرهای بسیار متنوعی هستند که به طور گسترده در بخش غذایی به عنوان ماده یا افزودنی مورد استفاده قرار میگیرند. این مواد میتوانند چندین عملکرد تکنولوژیکی و حتی تغذیه‌ای را برآورده نمایند. این تنوع به طور ذاتی با ترکیب مولکولی این مواد مرتبط است. همین امر سبب ایجاد ویژگی‌های خاصی در این پلی ساکاریدها گشته‌است.
به طور کلی صمغ‌ها دارای ویژگی‌های متعددی مانند توانایی ژله ای و غلیظ شدن، حفظ رطوبت، امولسیون و تثبیت‌کنندگی هستند. با توجه به ساختمان شیمیایی ویژه در معده انسان و دام، صمغ‌ها تحت تاثیر آنزیم‌ها قرار نمی‌گیرند. بنابراین انرژی‌زا نیستند. این مواد به لحاظ خصوصیات فیزیکی جانبی که دارند، دارای کاربرد وسیعی در صنعت نیز هستند.
صمغ‌ها به دلیل خواص کاربردی مهمی دیگری مانند قوام دهندگی، تشکیل ژل و امولسیفایری در سیستم‌های غذایی و غیرغذایی به وفور مورد استفاده قرار میگیرند. ویژگی‌های فیزیکو شیمیایی و خصوصیات عملکردی صمغ‌های گیاهی تحت تاثیر ساختار شیمیایی، مولکولی، نحوه استخراج و شرایط فرایند مواد غذایی حاوی آن‌ها، قرار دارد.
بر اساس منشاء، رفتار و ساختار شیمیایی، صمغ ها میتوانند از اندوسپرم بذر گیاه (صمغ گوار)، ترشحات گیاهی (کتیرا)، درختچه‌ها یا درختان (صمغ عربی، صمغ کارایا، صمغ بادام زمینی)، عصاره جلبک (آگار)، باکتری (صمغ زانتان)، منبع حیوانی (کیتین) و مشتقات نشاسته و سلولز مشتق شوند.
ویژگی‌های اصلی صمغ
- از پلی ساکاریدها یا مشتقات آن‌ها تشکیل شده‌اند.
- در آب محلول هستند. یا در صورت مخلوط شدن با آب حداقل نرم و متورم میشوند. اما در الکل و دیگر حلال‌های آلی نامحلول هستند.
- با حرارت دادن بدون ذوب شدن کاملا تجزیه میشوند و تمایل به سوخته شدن دارند.
انواع صمغ‌ها
صمغ‌ها انواع بسیار متعددی دارد. در ادامه انواع صمغ‌ها و کاربردهای مختلف آنان بیان شده‌است.
صمغ خرنوب (Ceratonia siliqua)
این صمغ از قسمت هیدروکلوئید پودر شده اسپرم دانه‌های درخت Ceratunia Siligua از تیره Leguminosae به دست می‌آید. در ترکیبات خرنوب گالاکتومانان وجود دارد. از این ماده به عنوان مسهل، ملین و کم کننده اشتها در طب سنتی استفاده میشود. از طرف دیگر صمغ خرنوب در داروسازی به عنوان ضخیم کننده، پایدارکننده و به هم چسباننده قرص‌ها استفاده می‌گردد. این صمغ همچنین در صنایع دیگری نیز که احتیاج به مواد هیدروکلوئیدی دارد، مورد مصرف قرار میگیرد.
کاربردهای صمغ خرنوب
درخت خرنوب حاوی ماده روغنی، یک ماده رنگی، دو ماده سمی سیتیزین و آناژیری است. میوه‌های این درخت در غلاف دراز مانند باقلا جا دارد و شیرین است. با وجود شیرینی این میوه از دیگر شیرینی‌ها سردتر است. حاوی مواد قندی، کمی نشاسته، ویتامین آ، ب، ث زیادی، کلسیم، منیزیم، آهن و مواد صمغی است که در آن فسفر به صورت فیتین (خاصیت آن خیلی بیشتر از فیتین‌های مصنوعی است) یافت میشود.
خرنوب گیاهی سرد و خشک و بومی نواحی مدیترانه است. برگ، ساقه، ریشه و دانه این گیاه اثر مسهل و ضد کرم دارد. پوست این گیاه مفید برای مدر و قابض، ضد کرم و در درمان سرفه، برونشیت و .. است. برگ‌ها هم قابض و مقوی کبد است. میوه خشک این گیاه به علت دارا بودن مواد قندی مغذی است و به مصارف خانگی می‌رسد. از دیگر کاربردهای صمغ خرنوب میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
- به عنوان مقوی تصفیه کننده خون
- تقویت کننده کودکان و اشتها آور
- جذب سموم روده و توقف اسهال
- از استفراغ کودکان شیرخوار جلوگیری می‌کند
- در آنتریت و گاستر کودکان شیرخوار موثر است.
- در استعمال خارجی، له شده برگ‌های تازه گیاه را به صورت ضماد برای التیام زخم ها استفاده می‌کنند.
صمغ گوار (Guar Gum)
گوارگام از بذر و گیاه مینوزی به دست می‌آید. گیاه مینوزی در هندوستان، پاکستان و جنوب غربی آمریکا رشد می‌یابد. کاربرد این ماده در صنایع به عنوان عامل ژل‌کننده و افزایش دهنده غلظت است. گاهی هم عامل کلودینگ، چسبانندگی، پایدارکنندگی و گاه جهت حفظ رطوبت موجود در فیبرهای محصول است. این صمغ در غلظت‌های کم تشکیل محلول‌های ویسکوز می‌دهد. غلظت ۳- ۲ درصدی از این صمغ تشکیل ژل می‌دهد. صمغ گوار به دلیل هزینه کم برای غلیظ کردن و کنترل آب اندازی استفاده میشود. درواقع این صمغ یک عامل غلیظ کننده اقتصادی برای بسیاری از محصولات غذایی است.
کاربرد گوار گام
گوار بسته به شرایط دمایی مختلف، مدت زمان خیس خوردن، PH های متفاوت، سرعت پخش سازی پودر در حلال و … سبب ایجاد غلظت‌های متفاوتی می‌گردد. علت استفاده از گوار در صنایع، به علت پخش و هیدراته شدن سریع آن در آب سرد و گرم، همچنین استفاده از ماده فوق جهت رسیدن به غلظت‌های مناسب، بدون حرارت ایجاد لایه فیلم مانند و مقاومت بالا در برابر روغن، چربی، حلال‌ها و گاه افزایش قدرت جذب آب در محصولات و .. است. این امر سبب استفاده این ماده در طیف وسیعی از امولسیفایرها، نرم کننده‌ها و استابلایزرها گردیده‌است. کاربرد اصلی این صمغ در محصولات نانوایی، محصولات لبنی، غذا حیوانات خانگی، غذا آماده و سس است. در ادامه کاربردهای گوار در صنایع گوناگون بیان شده‌است:
1-صنایع غذایی: از گوار در صنایع غذایی به عنوان عامل ژل‌کننده، ویسکوزدهنده و افزاینده غلظت -عامل کلودینگ، چسباننده، پایدارکننده و گاه جهت حفظ رطوبت موجود در فیبرهای محصول است. نظیر کارخانجات تولید بستنی- نوشیدنی- عصاره- شیرهای طعم‌دار- شیرکاکائو- پودینگ- مربا- ژله – نان – بیسکویت- سوسیس- ژامبون – مایونز – ماکارونی و… .
- غلیظ کردن نوشیدنی‌های مخلوط خشک، غلات داغ فوری و سوپ های فوری
- بهبود مخلوط شدن مواد در محصولات نانوایی (کیک و دونات)
- افزایش حفظ رطوبت پس از پخت و به دنبال آن افزایش طراوت و کیفیت کلی برای مدت طولانی
2-صنایع دارویی : کاربرد این ماده به عنوان عامل سوسپانسیون کننده محلول‌ها، عامل چسباننده و متلاشی‌کننده قرص‌ها و محصولات جامد است. نظیر کارخانجات تولید کرم، خمیر دندان، شامپو، نرم‌کننده، ژل، خمیر ریش، داروهای خوراکی، صابون مایع و … .
3- استفاده در صنایع کاغذ سازی، نساجی، رنگ‌سازی، ساخت مواد منفجره، حشره کش‌ها، صنعت نفت و پتروشیمی
صمغ عربی یا صمغ اقاقیا (Arabic Gum or Acacia)
این صمغ به فارسی “ازدوتازی”، به فرانسوی ” Gomme arabiqu ” و “Gomme Senegal” و به انگلیسی “Gum Arabic” نامگذاری گردیده‌است. صمغ عربی (صمغ اقاقیا) از شاخه‌های درخت آکاسیا خصوصا Acacia Senegal بر اثر گزش حشرات و برخورد شاخه‌ها در اثر باد و ایجاد خراش در آن‌ها به صورت طبیعی ترشح می‌گردد. در اوایل پاییز پس از فصل بارندگی این صمغ از ساقه، شاخه و تنه درخت آکاسیا گرفته‌می‌شود. معمولاً در این فصل در سنگال بادی به نام Harmattan از طرف شرق می‌وزد. هرچه شدت وزش باد بیشتر باشد جریان خروج صمغ نیز افزایش میابد.
صمغ عربی رنگ های مختلفی دارد. بسته به اینکه صمغ عربی از چه گونه‌ای از آکاسیا، چه وقت و چطور گرفته‌شده رنگ آن متفاوت است. هر چه رنگ تیره تر و به طرف قهوه ای باشد، صمغ عربی نامرغوب تر است. نوع مرغوب این صمغ به رنگ سفید یا سفید مایل به زرد است. در این حالت قطعات صمغ به شکل دانه های اشکی و یا تکه های کوچک دنباله دار است. اگر شکسته شود مقطع آن درخشنده و مخطط با خطوط سفید است. صمغ عربی در آب کاملاً حل می شود و سبب تشکیل یک محلول چسبناک می گردد.
کاربردهای صمغ عربی
صمغ عربی به جهت تثبیت اجزای طعم زا در سیستم های غذایی نیز استفاده می شود. در این حالت صمغ به صورت لایه ای این اجزا را در بر می گیرد و بدین ترتیب از جدا شدن آن ها عمدتا به دلیل فراریت و خشک کردن جلوگیری می کند. از صمغ عربی در صنایع مختلف و در تهیه محصولات مختلفی استفاده می شود. از جمله صنعت شیرینی پزی (برای جلوگیری از تبلور قند)، صنعت نوشیدنی (به عنوان تثبیت کننده کف و به عنوان یک عامل کدر کننده)، محصولات لبنی (به عنوان تثبیت کننده محصولات منجمد)، محصولات نانوایی (به دلیل دارا بودن خاصیت گرانروی و چسبندگی)، امولسیفایر طعم (استفاده به عنوان امولسیفایر و کلوئید محافظ)، محصولات دیابتی و رژیمی (استفاده به دلیل سطح پایین متابولیسم).از دیگر کاربردهای صمغ عربی می توان به موارد ذیل اشاره نمود:
- در صنایع غذایی به عنوان پایدارکننده
- در صنعت چاپ به عنوان روان‌کننده در انواع خاصی از جوهر در زمینه چاپ
- از جمله ترکیبات مهم شربت نوشابه
- مورد استفاده در آب نبات، آدامس، در شیرینی هایی مانند کارامل، عناب، پاستیل و تافی
- به عنوان لعاب یا پوشش آب نبات های روکش دار
- استفاده در صنعت نقاشی به عنوان یک ماده چسبنده در آبرنگ
- مورد استفاده در صنعت داروسازی و لوازم آرایشی
- از ترکیبات مهم واکس
- ماده چسبنده تمبرهای پستی
- استفاده در سیگار سازی به عنوان چسبنده کاغذ سیگار
- تولید رنگ هایی بر پایه آب توسط مصریان باستان برای تزئینات داخلی ساختمان های خود (با آمیختن صمغ عربی، نشاسته، سفیده، سفیده تخم مرغ و کازئین)
- ترکیب دوده چراغ با صمغ عربی برای تهیه مرکب خوشنویسی و طراحی
صمغ آلژینات (Alginate)
آلژینات یک پلی ساکارید خطی است. این صمغ مصارف گوناگونی در صنعت غذا و دارو دارد. آلژینات تجاری از جلبک های قهوه ای دریایی استخراج می شود. اما تولید آن توسط باکتری Pseudomonas putida با استفاده از منابع قندی ارزان قیمت شامل شیره خرما، شیره انجیر و ملاس نیز امکان پذیر است. این صمغ دارای خواص ضخامت دهندگی، سوسپانسیونی، امولسیفایری، پایدار کنندگی و تشکیل ژل و فیلم است. آلژینات بدست‌آمده از جلبک، پودری فیبری به رنگ سفید و زرد است. این پودر در تماس با آب به شکل صمغ ژله ای تغییر شکل داده و قادر است تا ۲۰۰ برابر وزن خود آب جذب کند.
محلول های آلژینات کمی شبه پلاستیک هستند. افزودن مقدار بسیار کمی یون کلسیم باعث افزایش ویسکوزیته این صمغ میشود. کمی بیشتر محلول آلژینات را تیکسوتروپیک می کند و حتی بیشتر محلول آلژینات را به ژل دائمی تبدیل می‌کند. ژل آلژینات برخلاف ژل های ژلاتینی، قابل برگشت با گرما نیست و می توان از آن به عنوان ژل دسر در آب و هوای گرم استفاده کرد. همچنین این ژل برخلاف ژل های ژلاتینی، در دهان ذوب نمی شوند. در واقع هیچ ژل پلی ساکاریدی این خاصیت را ندارد.
ویژگی های آلژینات
- جاذب و از دست دهنده سریع آب
- غیر سمی و بهداشتی بودن
- خاصیت ژل و الاستیکی شدن: این خاصیت باعث گشته متخصصین ترکیباتی از این پودر تهیه کنند تا در تولید مصارف زیر کاربرد داشته‌باشد:
- تولید کاغذ و منسوجات
- ضد آب و ضد حریق کردن پارچه
- ژل کننده مایعات
- غلیظ کننده نوشیدنی و غذا
- ساخت بستنی
- صنایع لوازم آرایش و بهداشتی
- داروسازی و لوازم پزشکی
- به عنوان مواد قالب گیری دندانپزشکی و اعضای بدن (Lifecasting)
کاربردهای آلژینات
سدیم آلژینات به دلیل داشتن خاصیت ژلی کنندگی و غلیظ کنندگی به غیر از صنایع غذایی در صنایع داروسازی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. از جمله کاربردهای آلژینات ها در صنایع داروسازی و پزشکی میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
- استفاده در حوزه داروسازی در لایه سازها و مواد ضد عفونی کننده
- به عنوان کنترل کننده رهاسازی مواد دارویی، کنترل کنندگی رفلاکس معده، غلیظ کننده فرآورده های مایع و…
- دوز های مشخصی از سدیم آلژینات در خون می تواند به طور مؤثری جذب استرانسیوم را که فلزی سنگینی است و موجب ایجاد بیماری هایی چون سرطان استخوان، بیماری لنفوم هاجکین، سرطان خون و… می شود را کاهش دهد.
- مکمل های غذایی و رژیمی
- درمان سوزش و رفلاکس معده
- حذف مواد سمی موجود در خون به عنوان یه عامل شلاته کننده خون
- عامل چسبندگی قرص و همچنین رهاساز مواد تشکیل دهنده دارو ها
کاربرد های سدیم آلژینات در صنعت
• تهیه فرآورده های آرایشی و بهداشتی چون رژ لب
• فرآوری خوراک حیوانات
• ساخت انواع کود
• چاپ رنگ بر روی پارچه
• تهیه مواد ژلی مورد نیاز در دندانپزشکی
صمغ کاراگینان (Carrageenan)
کارگینان از گونه‌های مختلف جلبک های دریایی قرمز طبقه Phodophyceae استخراج میشود. 3نوع نوع اصلی کاراگینان Lambda و Kappa و Iota است. ساختمان شیمیایی خواص و موارد استفاده این 3نوع متفاوت است. استفاده از این گونه ها به قابلیت تشکیل ژل در آن ها بستگی دارد. کاراگینان به عنوان جایگزین ژلاتین در گیاه‌خواری و وگنیسم استفاده میشود. این در حالی است که نگرانی‌هایی در مورد خطرات سلامتی که بر اثر تاثیر کاراگینان بر غذاها دارد، باعث ایجاد درخواست هایی برای حذف این ماده در خوراک‌های زیستی شده‌است.
کاراگینان های تجاری می توانند سازنده ویسکوزیته، عوامل ژل ساز و یا تثبیت کننده باشند. محصولات کاراگینان بیشتر به دلیل توانایی آن ها در تشکیل ژل با شیر و آب مورد استفاده قرار میگیرند. محصولات تجاری موجود انواع مختلفی از ژل ها را تشکیل می‌دهند: ژل هایی که ممکن است شفاف یا کدر (همراه با آب)، سفت یا کشسان، محکم یا نرم، مقاوم در برابر گرما یا برگشت پذیر با گرما باشند. خاصیت مفید کاراگینان‌ها واکنش پذیری آن‌ها با پروتئین ها، به ویژه شیر است. اثر غلیظ شدن کاپا کاراگینان در شیر 10-5 برابر بیشتر از آب است. این ویژگی در تهیه شیر کاکائو مورد استفاده قرار میگیرد. جایی که ساختار ژل ضعیف از ته نشینی ذرات کاکائو جلوگیری می کند و در نتیجه توزیع یکنواخت را حفظ می کند.
این خاصیت همچنین در تهیه شیر تغلیظ شده (شیری که به وسیله تبخیر غلیظ شده باشد)، بستنی، سایر دسرهای مبتنی بر شیر، شیرخشک نوزادان، خامه زده شده، دیگر محصولات لبنی و امولسیون هایی استفاده میشود که در آن ها چربی شیر با روغن گیاهی جایگزین میشود.
از این صمغ در فراورده‌های لبنی، دسرهای ژلهای و ژله‌های کم کالری استفاده میشود. در ادامه انواع کاربردهای گوناگون این صمغ بیان شده‌است.
کاربردهای کاراگینان
- جلوگیری از ایجاد رسوب در کاکائو با افزودن کاراگینان به شیر کاکائو
- جهت تولید سس کم چرب
- استفاده از لاندا کاراگینان جهت جلوگیری از جذب روغن توسط فراورده های سرخ کردنی
- ترکیب کاپا و لاندا کاراگینان برای ایجاد ژل با بافت خامه ای یا سوسپانسیون
- افزایش غلظت و ایجاد ژل در دسرهای خامه ای و موس ها
- بهبود بافت و پایین آوردن ویسکوزیته در هنگام فرایند محصولات لبنی با استفاده از یوتا کاراگینان به همراه نشاسته مودیفاید
در دسرهای ژلهای و براق کننده‌های کیک
- استحکام و شکنندگی ژل های کاپا کاراگینان
- انعطاف پذیری، چسبندگی و عدم سینرسیس ژل های یوتا کاراگینان
- در ژله های تولید شده با کاراگینان ، محصول ظاهر مشابه با ژل های محصولات با ژلاتین را می دهد
- بسته شدن سریعتر ژل و پایداری در دمای محیط
فراورده‌های گوشتی
- حفظ رطوبت و بالابردن ظرفیت نگه داری آب
- بالارفتن بازده پخت
- قابلیت برش خوردن
- بهبود احساس دهانی
در نوشیدنی ها
- شفاف سازی ماالشعیر
کنجاک گام (konjac gum)
کنجاک گام یک صمغ طبیعی گیاهی از ریشه گیاه کنجاک (Amorphophallus konjac) و پودری به رنگ سفید تا زرد کمرنگ است. این صمغ با نام های کنجاک گلوکومانانان، آرد کنجاک، آرد یام، کونیاکوگلوکومانان و گلوکومانان گام نیز شناخته‌می‌شود. غده های خوراکی این گیاه پس از 2 تا 3 سال قابل برداشت بوده و حاوی % 50-30 گلوکومانان هستند. این مقدار برای استخراج صنعتی و استفاده کافی است.
از این صمغ در صنایع غذایی و تولید مکمل‌های کاهش وزن استفاده‌های زیادی میشود و جزء افزودنی های سالم در اکثر کشورها است. کنجاک گام در سایزهای متفاوت و با درجه ویسکوزیته‌های متنوع بر حسب نیاز مشتری قابلیت تولید دارد. کنجاک به عنوان تغلیظ کننده، استابیلایزر، امولسیفایر و عامل ایجاد کننده ژل در صنایع غذایی مورد استفاده قرار میگیرد.
کاربردهای کنجاک گام
از کنجاک گام در صنایع غذایی نیز به صورت‌های متعددی استفاده می شود. در ادامه کاربردهای کنجاگ گام در این صنعت بیان شده‌است:
- نرمی بافت در محصولات پخت
- عامل ایجاد چسبندگی در انواع نودل ها (به خصوص نودل برنج)
- بهبود احساس دهانی در بستنی به عنوان استابیلایزر
- به عنوان امولسیفایر در نوشیدنی ها
- پایداری کف در آبجو
- جهت شفاف سازی آبمیوه
- به عنوان نگه دارنده به دلیل بلوکه کردن آب در گوشت، ماهی،میوه ها و سبزی ها
آگار (Agar)
آگار عصاره خشک جلبک‌های قرمز از نوع GELIDIUM است که از الگ دریایی قرمز رنگ از طبقه Phodophyceae بدست می‌آید. این صمغ بشکل قطعات باریک نازک شفاف، یا گرد سفید خاکستری رنگ بی مزه و بی بو است. یک کاربرد مشخص آگار استفاده از آن در محیط های کشت میکروبی است. صمغ آگار قوی‌ترین تشکیل دهنده ژلی است که تاکنون شناخته‌شده‌است. به صورتی که ژلاسیون در غلظت ۰۴/۰ درصد قابل مشاهده است. آگار می تواند بعنوان جایگزین ژلاتین حیوانی، بعنوان بافت دهنده در ژله، پاستیل، ماست، پنیر، بستنی و بعنوان شفاف ساز در آبجو سازی.
کاربردهای آگار
صمغ آگار یک عامل ژل کننده برگشت پذیر با گرما است. آگاروپکتین جزء منشعب و غیر ژل کننده آگار است. کاربرد اصلی آگار در شیرینی پزی ها رویه خامه‌ای کیک و شیرینی است. زیرا با مقادیر زیادی شکر سازگار است و محصولات آن نه در دمای ذخیره سازی بالا ذوب میشوند (مانند کامیون های حمل و نقل) و نه به مواد بسته‌بندی می چسبند. از دیگر کاربردهای آگار میتوان به استفاده آن در تولید خامه ترش سبک، سس سالاد بدون روغن و ماست اشاره نمود.
صمغ لوبیای لوکاست (Locust bean Gum)
این صمغ از لوبیای لوکاست یا دانه خرنوب (که به طور وسیع در اطراف دریای مدیترانه پرورش می یابد) استحصال می‌گردد. یکی از قابلیت های دانه خرنوب تشکیل فیلم های قابل انعطاف و با دوام است. از صمغ لوبیای لوکاست برای ایجاد ویسکوزیته و اتصال و پایداری در سیستم های مختلف غذایی نظیر بستنی، سوسیس ها و غیره استفاده میشود. صمغ لوبیای لوکاست به عنوان بافت دهنده و هیدروکلوئید طبیعی به منظور ایجاد بافتی نرم، خامه ای و افزایش مدت ماندگاری در محصولات مختلف از جمله صنایع لبنی و بستنی، سس و چاشنی ها، دسرهای منجمد، ژله و… مورد استفاده قرار می گیرد.
گزانتان (Xanthan)
گزانتان یا زانتان‌گام نام خود را از سویه باکتری‌های مورد استفاده در فرآیند تخمیر یعنی زانتانوماس کامپستریس گرفته‌است. زانتان گام صمغی است که از تخمیر میکروبی استحصال میشود. این ماده یک پلی ساکارید است. به عبارتی دیگر زانتان گام یک نوع پلیمر طبیعی به شمار می‌آید. واحد های اصلی سازنده این صمغ گلوکز، مانوز و اسید گالاکتورونیک است. صمغ گزانتان علی رغم وزن مولکولی زیاد به سادگی در آب سرد و گرم حل می شود و حتی در مقادیر کم محلول بسیار غلیظ تولید می کند. اما در اثر بهم زدن از خاصیت ویسکوزیته آن کاسته میشود. این صمغ در انواع مختلفی از نوشابه ها، کنسرو ها و مواد غذایی منجمد مورد استفاده قرار میگیرد.
صمغ زانتان گام عاری از هر گونه چربی و کلسترول بوده و به میزان زیادی فیبر دارد. این خصوصیت سبب تسهیل هضم غذا می‌گردد. از طرف دیگر بدلیل کم بودن میزان کالری از گزانتانگام بعنوان یک جایگزین کم کالری برای چربی استفاده می شود. مثلا در تولید غذاهای رژیمی مانند بستنی های کم کالری استفاده میشود. در ادامه برخی دیگر از کاربردهای گزانتان گام بیان شده‌است.
کاربردهای زانتان گام
- در صنایع دارویی و بهداشتی: مورد استفاده در ترکیب خمیر دندان ها، رنگ موها و انواع کرم و لوسیون ها
- استفاده در صنایع تولید رنگ و رزین
- استفاده از گزانتان همراه بنتونیت در گل حفاری پایه آب (این امر باعث تسهیل رانده شدن قطعات کنده شده توسط دستگاه حفاری میشود)
- در صنایع دارویی صمغ زانتان برای کاهش قند خون و کلسترول تام در مبتلایان به دیابت
- استفاده به عنوان ملین
- استفاده به عنوان جایگزین بزاق در افراد مبتلا به خشکی دهان (سندرم سوژرن)
- مورد استفاده در محصولات غیر غذایی مانند: شامپو، نرم‌کننده، لوازم آرایشی، رژلب و مرهم لب، رنگ پایه آب، مصالح و مواد ساختمانی، چسب، محصولات مراقبت شخصی و.. )
زانتان در صنایع غذایی
زانتان به دلیل خواص غیرمعمول و بسیار مفید در محصولات غذایی فرآوری شده به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرد. بسیاری از این خواص بدون شک ناشی از استحکام ساختاری مولکول های آن است که به نوبه خود ناشی از استحکام سلولز خطی آن است. صمغ زانتان میتواند سبب بهبود بافت، قوام، طعم، ماندگاری و ظاهر بسیاری از غذاها گردد. این صمغ همچنین سبب تثبیت غذا شده و به غذاهای خاص کمک می‌کند تا دماها و سطوح مختلف pH را تحمل کنند. علاوه بر این، از جدا شدن غذاها جلوگیری کرده و به آن‌ها اجازه می دهد تا به آرامی از ظروف خود خارج شوند. این صمغ به طور مکرر در پخت و پز بدون گلوتن استفاده میشود. زیرا می تواند خاصیت ارتجاعی و نرمی را که گلوتن به محصولات پخته شده سنتی می دهد فراهم کند.
دیگر کاربردهای صمغ زانتان در صنایع غذایی
- به عنوان جایگزین سفیده تخم‌مرغ
- در کاهش چربی، مارگارین
- به عنوان جاذب آب و روغن در مواد غذایی و نوشیدنی
- در نان فاقد گلوتن جهت کاهش راندمان پخت
- به عنوان استابیلایزر و تثبیت‌کننده در انواع سس‌ها
- قابل استفاده در سوپ فوری
- جلوگیری از تشکیل کریستال‌های یخی در تولید انواع بستنی
- به عنوان غلظت‌دهنده در آب میوه
- افزایش ویسکوزیته سیال درغذاهای کنسروی
- استفاده از مخلوط زانتان و صمغ گوار به عنوان تثبیت کننده بستنی ها و محصولات جدید منجمد
- قابل استفاده در سس های کبابی، سس های اسپاگتی، محصولات حاوی سس سویا و سس تاکو
- بیشترین کاربرد زانتان در مخلوط نانوایی است. سبب افزایش حجم کیک و حفظ رطوبت کیک و مخلوط های مربوطه
- غلظت دهنده، پایدار کننده، افزایش دهنده ویسکوزیته و یکنواخت سازی در مخلوط های پودری و پایداری امولسیون پنیر و نوشیدنی های شیری، بهبود خواص فیزیکی و ارگانولپتیک پنیر در محصولات لبنی
- در صنایع غذایی بعنوان غلظت دهنده سس، ماست و سایر فرآورده های لبنی، بستنی ( باعث ایجاد محیطی یکنواخت و هموژن می‌گردد)
- استفاده در مواد غذایی حیوان خانگی
محصولات تولیدشده از زانتان
صمغ زانتان به عنوان مواد اولیه غذایی در صنایع غذایی بسیار پرکاربرد است. به طور کلی از صمغ زانتان در تولید این دسته از محصولات غذایی میتوان استفاده نمود:
- بستنی
- سس سالاد و سس مایونز
- پودینگ‌ها
- ماکارونی
- نوشیدنی‌های فرآوری شده
- مخلوط های نوشیدنی خشک
- سس گوجه فرنگی و سس‌های دیگر
- غذاهای منجمد مانند سیب‌زمینی سرخ‌کرده و غذاهای تازه
- خردل
- سالسا
- شربت و سایر مواد افزودنی
- جایگزین‌های گوشت و پنیر گیاهی
- شیر نارگیل
- آب گوشت آماده شده
- سوپ کنسروی و بسته‌بندی شده
- صمغ
- ماست
- پنیر دلمه
- نان‌های بدون گلوتن و سایر کالاهای پخته شده
- چیپس ذرت
- فرآورده های گوشتی فرآوری شده
- آبنبات
- مکمل‌های بدون نسخه
- داروهای تجویز شده
زانتان گام صنعتی
زانتان گام صنعتی یکی از گریدهای صمغ زانتان است. این گرید مخصوص حوزه صنعتی است. زانتان صنعتی نقش افزاینده ویسکوزیته و رئولوژی مودیفایر دارد. این صمغ به دلیل توانایی آن در مقاومت در دماها و سطوح مختلف pH، چسبیدن به سطوح و غلیظ شدن مایعات در بسیاری از محصولات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین این ماده در تنظیم رئولوژی محیط در صنعت رنگ و رزین و حفاری چاه های نفت نیز نقش دارد. از دیگر محصولات صنعتی رایج حاوی صمغ زانتان عبارتند از:
- قارچ کش ها
- علف کش ها
- حشره کش ها
- پاک کننده های کاشی
- دوغاب
- فر
- کاسه توالت
- رنگ
- سیالات مورد استفاده در حفاری نفت
- چسب هایی مانند چسب کاغذ دیواری
صمغ دکستران
دکستران محصول متابولیسم میکروب های مختلفی از جمله لوکونوستوک مزنتروئیدس در محیط حاوی سوکروز است. دکستران صمغی است که در صنایع مختلف کاربردهای بسزائی دارد. از جمله کاربرد دکستران در صنایع مختلف میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
- در صنایع نفت : الف : در مرحله بازیابی ثانویه نفت ب : به عنوان گل در حفر چاه نفت .
- درصنایع غذایی
- در صنایع کاغذ
- در پروسه‌های روکش کردن فلزات
- به عنوان Inducer در تولید آنزیم دکستراناز
- در پزشکی مانند تولید نخ بخیه و…
مشتقات دکستران نیز کاربردهای بسیاری دارد. بطوریکه سولفات دکستران به عنوان مواد ضد منعقدکننده مورد استفاده قرار میگیرد.
صمغ ژلان
صمغ ژلان یک پلی ساکارید میکروبی است که با استفاده از فرآیند تخمیر تولید میشود. این محصول به طور مصنوعی حاصل میکروب غیر بیماری‌زا Sphingomonas elodea1 14 است. از ژلان در صنعت فرآورده‌های گوشتی به عنوان یک جایگزین چربی استفاده میشود. این صمغ توانایی ایجاد محصولی با بافت، رنگ و خواص ارگانولپتیکی مشابه نمونه محصول پر چرب را دارد.
ژلان در دمای ۳۷ درجه به ژله تبدیل میشود. این دما برای سلول‌های زنده دمای مناسب و مطلوبی است. لذا از این صمغ به عنوان یک افزودنی خوراکی برای قوام دادن و غلظت دادن به ماست و ژله استفاده میشود. درواقع ژلان بیشتر بخاطر توانایی خود در ژل سازی سیستم های آبی شناخته‌شده‌است. ژل های ژلان مانند ژل های ژلاتین در دهان ذوب نمی‌شوند. اما به راحتی تجزیه می شوند و طعم عالی می‌دهند.
کاربردهای صمغ ژلان
ژلان یک کربوهیدرات طبیعی است که کاربردهای بی‌شماری در غذاها و نوشیدنی‌های مصرفی در سراسر جهان دارد. این ماده، مانند بسیاری از مواد غذایی دیگر سبب ایجاد طعم بهتر در غذا میشود. افرادی که نمی‌توانند شیر و گزینه‌های ارگانیک و غیر لبنیاتی را که هنوز حاوی کلسیم هستند استفاه کنند، میتوانند از ژلان گام بخاطر نگه‌داشتن کلسیم اضافه‌شده و سایر مواد مغذی مخلوط شده استفاده کنند.
ژلان‌گام یک افزودنی غذایی است به عنوان ضخیم‌کننده در محصولات پخته‌شده، لبنیات، مربا، سس، شیرینی‌پزی و ماده ژل‌کننده استفاده میشود. این صمغ میتواند بافت ژلی را در 38 محصول غذایی از سخت و شکننده تا مایع ایجاد کند. انواع محصولاتی که به طور معمول ژلان گام در آن ها استفاده می شود عبارتند از:
- نانوایی
- شیرینی‌پزی
- فرآورده‌های لبنی
- ژلهای دسر
- بستنی‌ها و لعاب‌ها
- مرباها
- انواع ژله
- اسپری کم‌چربی
- غذاهای مایکروویو
- پودینگ‌ها
- سس‌ها
- غذاهای ساختار یافته
- لوسیون‌ها و کرم‌ها
- لوازم آرایش
- انواع ماسک صورت
- محصولات مراقبت از مو
- خمیر دندان
- ژلهای خوشبو کننده هوا
- استفاده در تهیه آب نبات جویدنی به دلیل دارا بودن خاصیت ژل زایی، طعم فوق العاده و ثبات اسیدی
- به عنوان تثبیت کننده در محصولات خامه ترش و ماست
صمغ کارایا
صمغ کارایا صمغی بی رنگ یا زرد رنگ و نیمه شفاف از شیره خشک شده گیاهی به نام Sterculiaurens از تیره Sterculiaceae است. این صمغ در حاصل تراوشات خشک شده درخت استرکولیا اورنز است. این درخت در هندوستان رشد میابد. کارایا صمغی است نامحلول در آب، اما دارای خاصیت جذب آب. با جذب آب این صمغ متورم شده و به‌صورت سُل کلوئیدی درمی‌آید. میزان جذب آب توسط این نوع صمغ بستگی به منافذ موجود روی آن دارد. از دیگر کاربردهای کارایا میتوان به عامل اتصال دهنده و چسب در ساختن چسب‌های غیر طبیعی و تهیۀ فرآورده‌های نانوائی، دسرهای منجمد و دیگر فرآورده های غذایی اشاره نمود.
کاربرد صمغ کارایا
- استفاده از این صمغ در طب سنتی به خاطر خاصیت مسهلی آن
- استفاده در داروسازی به عنوان عامل امولسیون و سوسپانسیون کننده
- استفاده در دندانپزشکی به علت خاصیت چسبندگی آن
- استفاده در لوسیون های پوستی
- مورد استفاده در صنایع بافندگی چاپ دار
صمغ کتیرا (Tragacanth)
کتیرا یک صمغ گیاهی و طبیعی از بوته گیاه Astragalus و محصول اصلی گیاه گون است. کتیرا عبارت است از ترشحات صمغی خشک‌شده حاصل از گیاه آستراگالوس گومی فرا که آن را تحت عنوان گوم تراگاکانت یا گون می‌شناسند. این گیاه بیش از ۲۰۰۰ گونه دارد و در جنوب غربی آسیا رشد میابد. ۲ گونه تجاری آن A.gummifer labill و A.microcephalus willd است. کتیرا ماده ای بی مزه و بی بو است و استفاده از آن قدمتی طولانی دارد. عمده ترین مناطق تولیدکننده صمغ کتیرا، مناطق خشک و کوهستانی ایران و ترکیه است. همچنین مهمترین کشور تولید کننده صمغ کتیرا ایران است. به طوری که ایران سالانه حدود ۳۰۰ تا ۳۵۰ تن از این صمغ را صادر می‌نماید.
کاربرد صمغ کتیرا
- استفاده در صنعت قرص‌سازی به عنوان به هم چسباننده
- استفاده در صنایع آرایشی خصوصا در لوسیون ها، کرم های دست و کرم های بدون چربی به عنوان نرم کننده و امولسیون کننده
- استفاده به عنوان ماده چسباننده برای دندان مصنوعی
- استفاده در صنعت پارچه‌بافی بخصوص چیت‌سازی
صمغ مرمکی (Gum myrrh)
صمغ مرمکی جز مواد الئوگم رزینی است که از ساقه و شاخه‌های گیاه Commiphora molmol (C. myrrha) متعلق به خانواده Burseracae استحصال می شود. این گیاه خودرو در شمال آفریقا و در کشورهای عربی به شکل درخت و درختچه رشد می‌یابد. یکی از گونه های جنس Commiphora در منطقه بلوچستان ایران وجود دارد. محصول تولیدی این گیاه به اندازه یک گیلاس (قرمز رنگ یا قرمز متمایل به قهوه ای) و یا اندازه گردو (قرمز متمایل به قهوه ای) است. این محصول با بوی معطر، طعم تلخ و با نام تجاری مر به بازار عرضه می‌گردد.
کاربرد صمغ مرمکی
مرمکی دارای کاربردهای زیادی در زمینه‌های متعدد است. از مرمکی به عنوان ماده طعم دهنده شیرینی ها، آب نبات‌های قندی، کالاهای پخته شده، آدامس ها و نوشیدنی ها استفاده میشود. همچنین در ساخت عطر و بخور نیز از این صمغ استفاده می شود. از طرف دیگر به شکل سنتی از داروی مرمکی برای درمان زخم های ناشی از آفت، التهاب گلو، زخم ها، به ویژه زخم های دهان و خراشیدگی ها استفاده میشود. در ادامه کاربردهای دیگر این ماده بیان شده‌است.
- کاهش خطر تریکومونیازیس (عفونت رایج جنسی) با مرمکی
- کاهش سلول های سرطانی
- ضد عفونی کننده، قابض و التیام بخش
- درمان اعتیاد
- جلوگیری از ریزش مو و خشکی پوست
- سلامت و بهداشت دهان و دندان (به دلیل دارا بودن خاصیت های ضد میکروبی قوی)
- حفظ سلامت کبد با مرمکی
- کمک به کاهش وزن
- مفید برای رحم
پکتین
پکتین یک پلیمر اشتقاقی قندی- اسیدی است که از ساختارهای ژلاتینی گیاهی موجود در میوه‌جات و سبزیجات بدست می‌آید. اهمیت اقتصادی این محصول به توانایی آن در تشکیل ژل در ترکیب با شکر (قند) و اسید بازمی‌گردد. میزان این ماده در هر نوع سبزی و یا میوه با توجه به وزن کل آن از ۱/۰ تا ۴ درصد متفاوت است. مرکبات و سیب عمده‌ترین منابع غنی از پکتین است. همچنین ضایعات خشک سیب و پوست مرکبات (خشک و یا تر) به عنوان یکی از محصولات جانبی کارخانجات تولید آبمیوه به کار گرفته‌می‌شود.
کاربرد پکتین
پکتین ها در درجه اول به دلیل توانایی منحصر به فرد خود در تشکیل ژل های قابل پخش (مربا ، ژله، مارمالاد، کنسروها) استفاده می شوند. ژل های پکتین با متوکسیل بالا به طور کلی برگشت پذیر با گرما نیستند. پکتین ها دارای انواع گوناگونی هستند:
پکتین‌های با متوکسیل پایین
محلول های معمولی پکتین با متوکسیل پایین تنها در صورت وجود کاتیون های دو ظرفیتی، که پل های متقابل را ایجاد می کنند تشکیل میشوند. افزایش غلظت کاتیون های دو ظرفیتی (فقط یون کلسیم در کاربردهای غذایی استفاده می شود) باعث افزایش دما و قدرت ژل میشود. ژل های پکتین با متوکسیل پایین را می توان مکررا ذوب کرد. حتی دوباره شکل داد. بنابراین، پکتین های با متوکسیل پایین بیشتر برای ژله های نانوایی صنعتی مناسب هستند.
یک ویژگی غیرمعمول و منحصر به فرد ژل پکتین با متوکسیل پایین برگشت‌پذیر بودن آن است. نوشیدنی‌های شیر پاستوریزه، اسیدی‌شده و نوشیدنی های میوه شیر میتوانند توسط یک پکتین با متوکسیل پایین تثبیت شوند.
پکتین‌های آمید شده
آمیداسیون، واکنش برخی از گروه های متیل استر با آمونیاک است که همزمان باعث کاهش محتوای متیل استر و تبدیل پکتین به پکتین با متوکسیل پایین میشود. پکتین های آمید شده نسبت به پکتین های با متوکسیل پایین حساسیت بیشتری به یون های کلسیم دارند. بنابراین یون کلسیم کمتری مورد نیاز است و مقدار طبیعی موجود در میوه برای تولید ژل قوی کافی است.
موسیلاژها
موسیلاژها کربوهیدرات هایی با ساختمان شیمیایی پیچیده و با وزن مولکولی زیاد هستند. این ترکیبات در الکل نامحلول بوده ولی در آب حل و پس از جذب آب متورم و حجیم میشوند. موسیلاژها از فراورده های طبیعی متابولیسم گیاه است. ترکیبات موسیلاژها شبیه به صمغ‌ها است. انتظار می‌رود از هیدرولیز موسیلاژها قندها و اسیدها بدست آیند. ترکیبات موجود در موسیلاژها دو دسته هستند ۱- ترکیباتی که در آب سرد حل میشوند ۲- ترکیباتی که در آب گرم حل میشوند. ترکیباتی که در آب گرم حل میشوند محلولی با ویسکوزیته بالا تولید می‌کنند که به هنگام سرد شدن آب را به شکل ژله تبدیل می‌کند. از معروف‌ترین موسیلاژها میتوان به موسیلاژ اسفرزه، موسیلاژ به دانه (بذر میوه به) و موسیلاژ ریشه ختمی اشاره نمود.
اسفرزه
از دانه‌های رسیده و خشک شده گیاه بارهنگ (Plantago Psyllium) بدست می‌آید. این گیاه موسیلاژ بسیار زیادی تولید می کند و در تمام دانه ها و در اپیدرم پوست آن ها وجود دارد.
به دانه
شبیه به دانه سیب است. به علت وجود موسیلاژ درسطح خارجی دانه ها، دانه ها به هم چسبیده هستند.
ریشه ختمی (Marshmallow Root)
این موسیلاژ از گیاه ختمی (Althaea officinalis) بدست می‌آید (در ساقه های زیرزمینی بیشتر وجود دارد). در ریشه گیاه ختمی، نشاسته وجود دارد که با معرف آن (ید) می توان میزان مرغوبیت آن را سنجید. بدین صورت که هرچه میزان نشاسته در ریشه این گیاه بیشتر باشد مرغوبیت آن کمتر است. (هرچه میزان نشاسته بیشتر باشد با معرف ید رنگ آن آبی تر میشود).
فرق صمغ و موسیلاژ
صمغ ها کربوهیدرات‌های پیچیده ای هستند که در آب حل میشوند و میتوانند ژل و موسیلاژ تشکیل دهند. تقسیم‌بندی صمغ‌ها و موسیلاژ به اولین باری که آن ها را از پلی ساکارید ها جدا کردند باز می گردد. هنگام جدا کردن اگر محلول آن ها حالت لیزی داشت صمغ (Gum) و دسته ای دیگر که محلول های آن ها حالت لزج و چسبناک داشت موسیلاژ (Mucilage) نامیده شدند.
از طرف دیگر صمغ ها فراورده های پاتولوژیک گیاه هستند. صمغ ها به دلیل زخمی شدن گیاه در اثر نیش حشرات یا شکستگی در اثر عوامل مختلف، شرایط نامساعد مانند خشکی و شکسته شدن دیواره سلولی و… ترشح می گردند. این درحالی است که موسیلاژها فراورده های معمولی و طبیعی متابولیسم گیاه هستند و در داخل سلول شکل می گیرند. همچنین موسیلاژها می توانند نقش ماده ذخیره ای، منبع ذخیره آب و یا نقش حفاظتی در دانه های در حال جوانه زدن را داشته باشد. به طور کلی این دو ترکیب دارای اجزای مشابه هستند اما علت بوجود آمدن آن ها متفاوت است.
انواع تقسیم بندی صمغ ها
صمغ ها را میتوان در دسته های مختلفی طبقه بندی نمود. در ادامه برخی از تقسیم بندی های صمغ ها بر اساس ساختار، بارالکتریکی و منشا آن ها بیان شده است.
بر اساس شکل ساختار
۱) صمغ های خطی: ویژگی های آن عبارتند از افزایش بیشتر ویسکوزیته، تمایل کمتر به تشکیل ژل و تشکیل سریع فیلم مانند صمغ های گزانتان و گوار
۲) صمغ های انشعابی: ویژگی های آن عبارتند از افزایش کمتر ویسکوزیته، تمایل بیشتر به تشکیل ژل و تشکیل کندتر فیلم مانند صمغ عربی
بر اساس بار الکتریکی
۱) خنثی: کمتر تحت تاثیر و نمک قرار می گیرند. مانند خرنوب و گوار و گزانتان
۲) آنیونی: بیشتر تحت تاثیر و نمک قرار می گیرند. مانند آلژینات،کاراگینان، عربی
تقسیم بندی صمغ ها بر اساس منشا
۱) دانه ای: خرنوب و گوار، پسیلیوم، کتان
۲) ترشحی ساقه یا یقه: کتیرا و عربی، کارایا، سقز، قاتی
۳) میکروبی: دکستران، گزانتان، ژلان و اسکلروگلوکان
۴) جلبکی: کاراژینان، فورسلران، آگار، آلژین
۵) سنتزی: متیل سلولز،کربوکسی متیل سلولز
دسته بندی صمغ‌های طبیعی با توجه به منشاء آن‌ها
صمغ های طبیعی حاصل از جلبک دریایی
آگار
ماده‌ای مانند ژله است که از جلبک‌ها به دست می‌آید. آگار ساختار پشتیبان را در دیواره سلولی گونه‌های خاصی از جلبک‌ها (Gelidium amansii) تشکیل می‌دهد و سپس با جوشانده‌شدن آزاد میشود. این جلبک‌ها به عنوان آگاروفیت‌ها شناخته میشوند و به شاخه رودوفیتا (جلبک‌های قرمز) تعلق دارند.
کاراگینان
کاراگینان‌ها خانواده‌ای از پلی‌ساکاریدهای سولفاتی خطی هستند که از جلبک دریایی خوراکی قرمز استخراج میشوند. آن‌ها به دلیل خاصیت ژل‌کنندگی، ضخیم‌کنندگی و تثبیت‌کنندگی در صنایع غذایی کاربرد فراوانی دارند. کاربرد اصلی آن‌ها به دلیل اتصال زیاد آن‌ها به پروتئین‌های غذایی در لبنیات و محصولات گوشتی است.
صمغ های طبیعی حاصل از منابع گیاهی غیردریایی
صمغ عربی
اقاقیا یا صمغ عربی، یک صمغ طبیعی است که از شیره سخت‌شده گونه‌های مختلف درخت اقاقیا بدست می آید. این صمغ عمدتاً از دو گونه مرتبط، یعنی Acacia senegal و Acacia seyal Gum arabic استحصال می گردد. صمغ عربی ترکیبی پیچیده از گلیکوپروتئین‌ها و پلی‌ساکاریدها است. این صمغ منبع اصلی قندهای آرابینوز و ریبوز است که هر دو قند برای اولین‌بار از این صمغ جداسازی و کشف شدند. صمغ عربی در درجه اول در صنایع غذایی به عنوان استابلایزر استفاده میشود.
تراکانتا گام
تراکانتاگام یک مخلوط چسبناک، بی‌بو، بی‌مزه و محلول در آب از پلی‌ساکاریدها است. این صمغ از شیرهای که از درختچه‌های آستراگالوس استخراج‌شده و خشک شده باشد به دست می‌آید. تراکانتاگام در مواد غذایی به عنوان یک امولسیفایر، غلیظ‌کننده، استابلایزر و بهبود دهنده بافت استفاده میشود.
کارایا گام
یک صمغ گیاهی است که از درختان جنس Sterculia ترشح میشود. صمغ کارایا یک پلی‌ساکارید اسیدی است که از قندهای گالاکتوز، رامنوز و اسید گالاکتورونیک تشکیل شده است. از آن به عنوان غلیظ‌کننده و امولسیفایر در مواد غذایی استفاده میشود.
گوار گام
گوارگام از دانه‌های گوار حاصل میشود که دارای خاصیت غلیظ‌کنندگی و تثبیت‌کنندگی است و در صنایع غذایی مفید است. برای به دست آوردن صمغ گوار دانه‌های گوار از پوسته جدا شده، آسیاب و غربال میشوند. این صمغ یک پلی‌ساکارید متشکل از قندهای گالاکتوز و مانوز است و مورد استفاده در محصولات پخته‌شده، لبنیات، چاشنی‌ها، سوپ‌ها، دسرهای شیرین و… است.
لوکاست بین‌گام
گالاکتومانان یک صمغ گیاهی است که از دانه‌های درخت خرنوب استخراج میشود. به عنوان ماده غلیظ‌کننده و عامل ژل‌کننده در صنایع غذایی مورد استفاده قرار میگیرد. به صورت پودر سفید تا زرد متمایل به سفید است. این صمغ عمدتاً از پلی‌ساکاریدهای با وزن مولکولی بالا تشکیل شده است. دانه‌های این گیاه، وقتی به پودر تبدیل میشود، شیرین و با طعمی شبیه به شکلات است.
گلوکومانان
گلوکومانان که از گیاه کنجاک بدست می آید، یک پلی‌ساکارید محلول در آب بوده و یک فیبر غذایی به شمار می رود.. همچنین گلوکومانان یک ماده افزودنی غذایی است که به عنوان امولسیفایر و غلیظ‌کننده استفاده میشود.
تارا گام
تاراگام یک پودر تقریباً بی‌بو است که با جدا کردن و آسیاب‌کردن آندوسپرم دانه T. spinosa تولید میشود. این صمغ عموما در تهیه مواد غذایی آماده مانند بستنی مورد استفاده قرار میگیرد.
صمغ‌های طبیعی تولید شده توسط تخمیر باکتری‌ها
ژلان گام
ژلان‌گام یک پلی‌ساکارید آنیونی محلول در آب است که توسط باکتری Sphingomonas elodea تولید میشود. این صمغ به طور گسترده‌ای به عنوان غلیظ‌کننده، امولسیفایر و استابلایزر مورد استفاده قرار میگیرد.
کاربرد صمغ ها در صنایع غذایی
صمغ ها به طور گسترده ای در صنایع غذایی مورد استفاده قرارگرفته و می توانند فرصت های نوآوری بزرگی را برای بخش غذایی ارائه دهند. برای مثال در شیرینی پزی، به عنوان تثبیت کننده (استابلایزر) بستنی، امولسیون های غذایی، در ریزپوشانی طعم ها و رنگ ها، شفاف کننده ها و تثبیت کننده های نوشیدنی و… . در ادامه انواع صمغ ها و کاربردهای مختلف آنان در صنایع غذایی بیشتر بیان شده است.
صمغ های محلول در آب، کاربردهای مختلفی دارند. مانند: الیاف رژیم غذایی، اصلاح کننده های بافت، عوامل ژل ساز، غلیظ کننده ها، تثبیت کننده ها، امولسیفایرها، پوشش ها، فیلم ها و همچنین به عنوان کپسول ها نیز به کار میروند.
صمغ حاصل از ترشحات گیاهی نیز بسیار متنوع است و می تواند کاربردهای متعددی در زمینه های مختلف صنایع غذایی داشته باشد. از جمله: صنعت شیرینی (شیرینی، شکلات، پاستیل و غیره) که در آن مقدار قند زیاد و رطوبت کم وجود دارد، برای جلوگیری از تبلور قند در سس سالاد، (غلیظ کننده و تثبیت کننده امولسیون) در محصولات منجمد (ماکارونی، بستنی) در محصولات کم آب، مانند آب میوه های حاصل از خشک شدن با اسپری، محافظت از ترکیبات مهم مانند ویتامین C، آنتوسیانین ها و بهبود حلالیت، به عنوان میکروکپسول ها برای رنگ ها، طعم ها و روغن ها، همچنین در تثبیت کننده طعم دهنده ها و امولسیفایرها در نوشیدنی ها و محصولات گوشتی.
صنعت نوشیدنی نیز همیشه به دنبال محصولاتی با ثبات بیشتر است. برخی از پلی ساکاریدها تثبیت کننده های عالی هستند. مانند صمغ تارا، که اغلب برای تثبیت تجمع کازئین در نوشیدنی های لبنی و بهبود جداسازی فازها استفاده می شود. صمغ تارا نزدیک شدن به مولکول های کازئین را دشوار و ثبات بیشتری را ایجاد می کند. لذا پذیرش حسی محصول را بهبود می بخشد.
دیگر کاربردهای صمغ ها در صنایع غذایی
همانگونه که گفته شد صمغ ها نقش اساسی و مهمی در صنعت غذا دارند. در ادامه برخی دیگر از کاربردهای مختلف صمغ ها در صنایع غذایی بیان شده است.
- عامل اتصال دهنده سوسیس
- کنترل کننده انرژی زایی غذاهای رژیمی
- بازدارنده کریستالیزاسیون بستنی و شربت قند
- ماده تصفیه کننده آبجو و آبمیوه ها
- روکش دهی شیرینی جات
- کف کننده بستنی
- امولسیفایر سس ها
- تهیه کپسول پودر های طعم زا
- ایجاد غلاف تهیه غلاف سوسیس ها و پوشش های محافظ
- مواد منعقد کننده آبمیوه ها
- پایدار کننده بستنی
- ایجاد ژله ها سالاد ها و پودینگ ها
- شکل دهندگی آبنبات و شیرینی جات
- کلوئید های محافظ امولسیون مواد طعم زا
- امولسیفایر شیرکاکائو
- ترد کننده گوشت عمل آورده شده
- ممانعت از آب اندازی پنیر و غذاهای عمل آورده شده
- قوام دهنده مربا و سس ها
صمغ های خوراکی
صمغ های خوراکی طبیعی پلی‌ساکاریدهایی با منشأ طبیعی هستند که حتی در غلظت‌های کم باعث افزایش زیاد ویسکوزیته محلول میشوند. آن‌ها اکثراً صمغ‌های خوراکی هستند که در اجزاء چوبی گیاهان یا در پوشش بذر یافت میشوند.
ویژگی صمغ های خوراکی
صمغ‌هایی که به طور طبیعی به دست آمده‌اند برای طیف وسیعی از فرآیندها کاربردی هستند. این صمغ ها به عنوان صمغ های خوراکی شناخته میشوند. زیرا در فرآیند تهیه مواد غذایی ایمن هستند. انواع مختلف صمغ‌ها به طور طبیعی وجود دارد که از منابع طبیعی مختلفی مانند جلبک دریایی، درختان و طیف وسیعی از محصولات گیاهی به دست می‌آید.
صمغ های خوراکی این توانایی را دارند که غلظت مواد غذایی یا دارویی را افزایش دهند. در حقیقت، حتی مقدار کمی صمغ نیز میتواند ویسکوزیته محصول را افزایش دهد. صمغ‌های به دست آمده از گیاهان دارای چندین مزیت هستند که به دلیل همان مزایا استفاده از آن ها در صنایع دارویی و غذایی دارای اولویت است. در ادامه برخی از مزایای این صمغ ها بیان شده است:
مزایای صمغ های خوراکی
- غیر سمی
- قابل اطمینان و تثبیت‌کننده
- زیست تخریب‌پذیر
- به طور طبیعی در دسترس هستند و به راحتی به دست می‌آیند
- نسبتاً دارای مقررات مصرف کمتری هستند
- در مقایسه با سایر مواد غلیظ‌کننده، مقرون به صرفه‌تر هستند
منابع صمغ های خوراکی
همانطور که پیش تر بیان شد، یکی از مشخصه های بارز صمغ ها که در بین آن ها مشترک هست توانایی آن ها به عنوان امولسیفایر و جلوگیری از جداسازی مخلوط روغن و آب است. آن ها همچنین به عنوات ثابت کننده، تغلیظ کننده، بهبود بافت و در بعضی موارد افزایش فیبر، طیف وسیعی از محصولات را شامل می شوند. صمغ خوراکی را می توان به چند دسته مختلف تقسیم بندی کرد. دسته بندی صمغ های خوراکی بر اساس ریشه و منبع آن ها انجام میگیرد. در زیر چهار گروه از صمغ های خوراکی و نمونه محصولاتی که در آن ها صمغ وجود دارد بیان شده است.
شیره درخت
منبع بعضی از صمغ های خوراکی شیره درخت است. مانند صمغ افرا. محبوب ترین نوع شیره درخت، صمغ عربی است که معمولا به عنوان صمغ آکواریومی نیز شناخته می شود. این صمغ از درخت آکاسیا، که بومی آفریقای مرکزی است، بدست می آید. امروزه این صمغ به عنوان امولسیفایر استفاده می شود. این امر سبب افزایش ماندگاری غذاهای معمولی در طول زمان می گردد. یکی دیگر از شناخته شده ترین صمغ های خوراکی، صمغ ترشح شده از درختان بنه است. این صمغ که با نام سقز شناخته می شود دارای ارزش غذایی، دارویی و درمانی بسیار است. از صمغ سقز در زمینه های متعددی استفاده می شود. آدامس طبیعی رایج ترین فراورده سقز طبیعی است.
دانه ها
این نوع صمغ های خوراکی از دانه ها استحصال می شود. این دسته شامل دانه گوار، زنجبیل، تلخ و دانه های لوبیاست. صمغ دانه ها بوسیله خیساندن دانه ها، استخراج بخش داخلی کوچک که حاوی صمغ است، شروع و سپس آن را به شکل پودر آسیاب می کنند. شناخته شده ترین صمغ از این گروه صمغ گوار است که از دانه های پرورش یافته در هند و پاکستان بدست می‌آید. صمغ گوار یک وسیله مفید برای کشاورزان است، زیرا در شرایط خشکسالی رشد می کند و ریشه های آن در حقیقت نیتروژن را به خاک باز می گرداند، کیفیت زمین را بهبود می بخشد و میزان محصول بعدی را افزایش می دهد.
عصاره ریشه
پرطرفدارترین عصاره ریشه ای که در حال حاضر استفاده می شود صمغ کونیاکو است. کونیاکو به طور طبیعی در آسیای جنوب شرقی و چین رشد می کند. این صمغ در زمینه آشپزی و دارویی برای بیش از ۱۵۰۰ سال است که کاربرد دارد. این صمغ در تمام صمغ های خوراکی که می توان در مایعات سرد استفاده شوند، دارای قوی ترین توانایی در غلظت دهی است. مانند صمغ گوارگام، صمغ کونیاکو برای بهبود ثبات بستنی استفاده می شود. همچنین ممکن است صمغ کونیاکو را در سس ها استفاده کنید. از این صمغ برای ساخت نودل کونیاکو که یک ماکارونی بدون گلوتن محبوب در کشورهای آسیایی است، استفاده می گردد.
تخمیر
فنآوری تخمیر می تواند برای ایجاد سایر محصولات مانند صمغ هایی خوراکی استفاده شود. صمغ ها در این گروه از منابع طبیعی تولید می شوند، مانند تخمیر باکتری با استفاده از کربوهیدرات و پروتئین. صمغ ها در این دسته بندی عبارتند از زانتان و صمغ ژله ای.
پر کاربردترین صمغ ها در صنایع غذایی
در ادامه به معرفی ۵ مورد از پر کاربرد ترین صمغ ها در فرمولاسیون های مواد غذایی پرداخته شده است. باتوجه به تشریح این موارد در قسمت های پیشین مقاله در ادامه به توضیح مختصر هریک اکتفا شده است.
۱- صمغ عربی
صمغ عربی صمغی است که از درختان خاصی مانند درخت اقاقیا تراوش می شود. این صمغ منبعی از فیبر غذایی است که می تواند در آب حل شود. در نتیجه باعث احساس سیری می گردد. این امر می تواند منجر به کاهش وزن و کاهش سطح کلسترول شود. صمغ عربی پر کاربرد ترین صمغ در بین صمغ های محلول در آب است.
صمغ اقاقیا از پر کاربرد ترین صمغ ها در تولید محصولات زیر است:
- نانوایی: می توان از آن به عنوان تثبیت کننده امولسیون استفاده کرد. هم چنین باعث صافی و افزایش ارتفاع خمیر و افزایش حجم نان می شود.
- شیرینی پزی: صمغ عربی را می توان به عنوان لعاب یا روکش در شیرینی پزی استفاده کرد. کاربردهای رایج آن در تولید شکلات، آب نبات و آدامس است. به طور کلی استفاده آن در جلوگیری از کریستال شدن شکر، اصلاح بافت، پایدار نگه داشتن امولسیون و توزیع یکنواخت اجزای چربی است.
- نوشیدنی: دارای کاربرد های زیادی در تولید نوشیدنی ها است. حلالیت عالی در محلول آبی، در محدوده وسیعی از PH پایدار است، به عنوان یک تثبیت کننده در امولسیون روغن در آب، تقویت پایداری کف در ماالشعیر و نوشابه و…
2- آلژینات
آلژینات ها گروهی از پلی ساکارید های چسبناک هستند که از جلبک های دریایی قهوه ای به دست می آیند. به طور سنتی، آلژینات ها از پر کاربرد ترین صمغ ها به عنوان غلیظ کننده، امولسیفایر و عوامل تثبیت کننده در تعدادی از کاربردهای غذایی استفاده می شدند. تعدادی از کاربردهای غذایی جدید برای آلژینات ها بر اساس خواص بیوشیمیایی و بیوفیزیکی منحصر به فرد آن ها در حال ظهور است. برخی از کاربردهای صمغ آلژینات در صنایع غذایی:
- از پر کاربرد ترین صمغ ها در تولید مربا، مارمالاد و سس های میوه به منظور ایجاد ویسکوزیته (این صمغ با پکتین واکنش می دهد که موجب ایجاد غلظت و افزایش ویسکوزیته می شود)
- تولید دسرها، سس های شور مانند سس مایونز نیز به عنوان عامل غلیظ کننده
۳- کاراگینان
کاراگینان ها گروهی مخصوص از هیدروکلوئیدها هستند که از جلبک دریایی قرمز (Rhodophycae) به دست می آیند. کاراگینان را می توان مستقیماً از بستر جلبک دریایی در اقیانوس برداشت یا در محیط های کنترل شده پرورش داد. بسته به نوع آب و شرایط رشد، گونه های منحصر به فرد با ویژگی های متفاوتی از کاراگینان تولید می شود. برخی از کاربردهای صمغ کاراگینان در صنایع غذایی:
- کاراگینان به دلیل خواص انعقاد عالی، ضخیم کنندگی، امولسیون شدن، تشکیل فیلم، پراکندگی پایدار و همچنین عملکرد آن به عنوان فیبر غذایی، از پر کاربرد ترین صمغ ها در صنایع غذایی است.
- در تولید بستنی سبب فرم پذیری بهتر، جلوگیری از تشکیل کریستال های بزرگ یخ و افزایش دمای ذوب بستنی می شود.
- در تولید محصولات گوشتی این صمغ سبب ایجاد ویژگی هایی مانند الاستیسیته مناسب، قابلیت خوب برش و ایجاد بافتی با سفتی متعادل و تردی و نرمی مطلوب می شود.
- این صمغ با پروتئین های گوشت تشکیل ژل می دهد که از خواص کلیدی این صمغ در تولید فرآورده های گوشتی است.
- این صمغ از پر کاربرد ترین صمغ ها در تولید محصولات و نوشیدنی های لبنی نیز است.
۴- گوار
صمغ گوار یک ماده شیمیایی کشاورزی جدید است که از آندوسپرم لوبیا خوشه ای فرآوری شده است. این ماده تا حد زیادی به شکل پودر گوار به عنوان یک افزودنی در صنایع غذایی، دارویی، کاغذ، نساجی، مواد منفجره، حفاری چاه های نفت و صنایع آرایشی و بهداشتی استفاده می شود.
از پرکاربرد ترین صمغ ها در زمینه های صنعتی است. دلیل این امر توانایی گوار در ایجاد پیوند هیدروژنی با مولکول آب است. بنابراین، عمدتا به عنوان قوام دهنده و تثبیت کننده استفاده می شود. هم چنین در کنترل بسیاری از مشکلات سلامتی مانند دیابت، حرکات روده، بیماری قلبی و سرطان روده بزرگ نیز مفید است.
۵-آگار
از پر کاربرد ترین صمغ ها در تولید محیط کشت های میکروبی است. این صمغ قوی ترین ایجاد کننده ژل ای است که که تاکنون شناخته شده است. هم چنین در تولید فرآورده های غذایی به عنوان پایدار کننده و امولسیفایر نیز کاربرد دارد.
منابع
مقالات مرتبط
