فواید و مضرات هموژنیزه کردن یا همگن کردن (هموژنیزاسیون)

هموژنیزه کردن یا همگن کردن (هموژنیزاسیون) یک فرایند اساسی است و زمینه ساز تولید بسیاری از غذاها و نوشیدنی های محبوب است. به طور کلی، محصولات غذایی هموژنیزه از ویژگی ‌های زیبایی شناختی بهبود یافته از جمله بهبود ظاهر، طعم و یا احساس دهانی و پروفایل‌ های تغذیه ‌ای بهتر و ماندگاری بیشتر در قفسه بهره می ‌برند.

هموژنیزه کردن عمر مفید غذاها را افزایش می دهد، طعم و مزه دهان را بهبود می بخشد، به جلوگیری از فساد کمک می کند (بدون تغییر رنگ آنزیم های مطلوب و سایر پروتئین ها) و از جداسازی ناخوشایند لایه ها که ممکن است در غذاهای امولسیون نشده ایجاد شوند، جلوگیری می کند.

هموژنیزاسیون حتی ممکن است با از بین بردن عوامل بیماری زا یا سایر میکروب ها، بدون افزودن حرارت از بین برنده مواد مغذی  به حفظ مواد غذایی کمک کند. شیر غنی شده شاید ساده ترین نمونه از یک محصول هموژنیزه را ارائه دهد که برای اکثر مصرف کنندگان آشناست . در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می گردد لطفا همراه ما باشید.

هموژنیزه کردن یا همگن کردن (هموژنیزاسیون) چیست

هموژنیزاسیون – به دنبال امولسیون کردن – شامل مخلوط کردن دو مایع غیرقابل اختلاط برای ایجاد یک مایع جدید و اغلب کرمی است. به عنوان مثال  شیر غنی شده شامل شیر هموژنیزه حاوی املاح محلول، مانند پروتئین ها، مواد معدنی و لیپیدها به شکل چربی شیر است.

تولید کنندگان اجزای اضافی مانند اسیدهای چرب امگا ۳ را نیز برای تقویت مواد مغذی اضافه می کنند. امگا ۳ یک ماده مغذی ضروری است یعنی بدن ما باید آنها را از رژیم غذایی دریافت کند زیرا نمی تواند آنها را از اجزای دیگر بسازد. این مواد مغذی کلیدی از عملکرد سیستم ایمنی گرفته تا عملکرد مغز و سیستم عصبی پشتیبانی می کنند. این فرآیند برای سایر نوشیدنی های غنی شده نیز کاربرد دارد.

روش کار هموژنایزر

یک هموژنایزر از یک پمپ فشار بالا تشکیل شده است که گویچه های چربی را از طریق کانال های کوچک عبور می دهد، جایی که گلبول ها به میزان قابل توجهی کاهش یافته و به طور یکنواخت در فاز آب پراکنده می شوند. در مورد شیر غنی شده، محصول هموژنیزه شده ویسکوزیته یکنواخت تری دارد  که بر حس دهان و جذابیت ظاهری تاثیر می گذارد.

بسیاری از غذاهای دیگر نیز از همگن شدن سود می برند. تولید محصولاتی از جمله کره بادام ‌زمینی و سس‌ ها، سس‌ های سالاد، سس مایونز، آب میوه/ کنسانتره‌های میوه، غذاهای کودک و غیره شامل همگن‌ سازی می‌ شود. با تکیه بر فشار بالا  به جای گرما، می توان غذاهای هموژنیزه ای ایجاد کرد که ارزش تغذیه ای آنها تحت تاثیر قدرت تخریبی گرما قرار نگرفته است. هموژنایزر آزمایشگاهی نیز برای تحقیقات آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می گیرد. دستگاه هموژنیزاسیون شیر در مارک های مختلف با ویژگی های متنوع اکنون در دسترس است.

انواع هموژنایزر

هموژنایزر اولتراسونیک – جریان الکتریکی را به ارتعاش مکانیکی شدید تبدیل می کند و محلول را هموژنیزه می کند.

هموژنایزر تحت فشار – ذرات را تحت فشار مکانیکی قوی قرار می دهد و در صنایع مختلف از جمله صنایع لبنی و شیمیایی استفاده می شود.

میکسر هموژنایزر تحت خلاء – از این دستگاه برای تولید امولسیون و سوسپانسیون در صنایع مختلف استفاده می شود.

مزایای هموژنیزه کردن یا همگن کردن (هموژنیزاسیون)

هموژنیزاسیون یک تکنیک فوق العاده مفید است که به شدت در تعدادی از صنایع تولیدی از جمله داروسازی، بیوتکنولوژی، آرایشی و بهداشتی و مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرد. هموژنیزاسیون گام مهمی در ایجاد محصولات باکیفیت است که مصرف کنندگان انتظار آن را دارند. این فرآیند با مزایایی از جمله بهبود طعم، بافت و سازگاری محصولات به افزایش فروش و رضایت بیشتری مشتریان کمک می کند. سایر مزایا در ادامه شرح داده شده است.

سازگاری در ترکیب محصولات

هموژنیزه کردن با فشار بالا امکان پراکندگی یکنواخت مواد در یک محیط را فراهم می کند. این فرآیند برای صنعت داروسازی بسیار مهم است جایی که مواد فعال باید به طور مساوی در یک قرص، کپسول یا شربت پراکنده شوند. در صنعت آرایشی و بهداشتی نیز جایی که مشتریان انتظار دارند لوسیون ها و کرم های آنها بافت و ظاهری یکنواخت داشته باشند از این صنعت می توان بهره مند شد.

افزایش نرخ انحلال

هموژنیزاسیون شامل تحت فشار قرار دادن مواد از طریق شفت برای ایجاد ذرات کوچکتر است. این امر به ویژه در دنیای انحلال مهم است، جایی که ذرات کوچکتر و ریزتر انحلال آسان تر را تسهیل می کنند. در صنعت داروسازی، این امر بر فراهمی زیستی و اثربخشی داروهای تولید شده تاثیر می گذارد.

پایداری بیشتر محصولات نهایی

محصولی که با موفقیت همگن شده حاوی ذراتی است که آنقدر کوچک و ریز هستند که از محلول جدا نمی شوند. این فرایند برای صنعت غذا و نوشیدنی بسیار مهم است. در واقع آخرین چیزی که مشتری می خواهد یک نوشیدنی است که ذرات آن به وضوح از محلول خارج نمی شود.

کاهش هزینه

یکی دیگر از مزایای همگن سازی با فشار بالا توانایی آن نه تنها برای افزایش ایمنی محصولات – به ویژه در صنایع غذایی و دارویی مهم است – بلکه هزینه های کلی را نیز کاهش می دهد. هموژنیزاسیون موثر فشار بالا اغلب منجر به کاهش نیاز به مواد شیمیایی و حرارت برای پردازش می شود و همچنین می تواند هزینه های بالقوه تولید محصول را کاهش دهد.

نتایج فرآوری غذا را بهبود می بخشد

تصمیم مصرف کننده برای خرید یک مارک غذایی نسبت به برند دیگر تا حد زیادی بر اساس قوام، طعم و ظاهر آن است. روش پردازشی که این عوامل را تعیین می کند، باید به دقت مورد توجه قرار گیرد و همگن سازی رایج ترین روش است. مثلا مشخص شده است که هموژنیزاسیون آب گوجه فرنگی قوام و ویسکوزیته آن را بهبود بخشیده است  زیرا به دلیل همگن شدن با فشار بالا، ذرات در طول فرآوری بهتر معلق می شود.

در نگهداری مواد غذایی بسیار موثر است

هموژنایزرهای فشار بالا به عنوان یک روش نگهداری مواد غذایی، بسیار موثر هستند. در واقع، محبوبیت این روش نسبت به عملیات حرارتی سنتی به دلیل سطح بالای عملکرد آن است. دلیل این امر این است که اگرچه فشار و گرما هر دو می توانند میکروارگانیسم های مضر را از بین ببرند ولی قرار گرفتن در معرض گرما برخی از مواد مغذی طبیعی را از بین می برد در حالی که همگن شدن با فشار بالا آنها را دست نخورده و آماده مصرف می کند.

عمر مفید را افزایش می دهد

عمر مفید به حفظ مواد غذایی از نظر پایداری شیمیایی، ماندگاری یا توانایی یک غذا برای تازه ماندن قبل از مصرف اشاره دارد. فشار شدید اعمال شده توسط هموژنایزر فشار بالا باعث می شود که اکثر غذاها به ساختارهای شیمیایی پایدارتری دست یابند. این امر باعث می شود مدت طراوت طولانی تری نسبت به آنچه که در غیر این صورت ممکن بود، به خصوص در مقایسه با غذاهایی که از ذرات بزرگتر تشکیل شده اند، داشته باشید.

هموژنیزاسیون شیر

در فرآیند هموژنیزاسیون شیر توسط  دستگاه های هموژنایزر از طریق منافذ یا لوله های کوچک  تحت فشار قرار می گیرد. با افزایش فشار به دلیل قطر کوچک سوراخ ها و جریان ثابت شیر، ذرات چربی شروع به تجزیه می کنند. بدیهی است که هرچه فشار بیشتر باشد، ذرات کوچکتر می شوند. به طور معمول از فشار  ۲۰۰۰ تا ۳۰۰۰ پوند بر اینچ مربع روی شیر استفاده می شود. با این اوصاف برخی از دستگاه های امولسیفایر می توانند فشار بیش از ۱۴۵۰۰ psi را اعمال کنند.

وقتی ذرات چربی کوچک تر مجددا بهم پیوسته و کازئین و آب پنیر موجود در شیر را جذب می کنند، ذرات بزرگی تشکیل می دهند. در مرحله دوم این توده ها تجزیه شده و به صورت ذرات یکنواخت در سراسر شیر پراکنده می شوند.

معمولا هموژناسیون پس از پاستوریزاسیون انجام می شود. در حالی که لازم نیست شیر هموژنیزه، پاستوریزه شود و برعکس  اکثر مارک های تجاری باعث می شوند شیر تحت هر دو فرایند قرار گیرد. بنابراین می توانید مطمئن باشید که شیر خریداری شده هم پاستوریزه است و هموژنیزه می شود.

مزایای هموژنیزاسیون شیر

هموژنیزاسیون شیر شامل فرآوری شیر برای کاهش گلبول های چربی در شیر و صاف کردن محصول نهایی و با محتوای چربی کمتر است. بیشتر مایعات در اکثر سوپرمارکت ها یا مغازه ها به دلایلی هموژنیزه می شوند. شیر هموژنیزه  دارای مزایا و همچنین معایبی برای انسان هایی است که آن را مصرف می کنند. برخی از مزایا و معایب شیر همگن به شرح زیر است:

به تازه ماندن بیشتر شیر کمک می کند

شیر هموژن دارای سلول های چربی با اندازه یکنواخت است و بنابراین شیر می تواند در مقایسه با شیری که مستقیما پس از دوشیدن گاو دریافت می کنید، برای مدت طولانی تری تازه بماند. همگن سازی شیر شامل حذف خامه ای است که به صورت لایه ای در بالای شیر ظاهر می شود و باعث می شود شیر طراوت خود را به سرعت از دست بدهد.

هضم شیر را آسان می کند

شیر غیر هموژن باعث می شود اکثر مصرف کنندگان آن هنگام مصرف آن دچار ناراحتی معده شوند. به همین دلیل، به آنها توصیه می شود که شیر هموژنیزه بنوشند، زیرا در طول فرآیند همگن سازی، گلبول های چربی موجود در شیر به ذرات کوچک تری شکسته می شوند در نتیجه مصرف کنندگان می توانند شیر را بدون مشکل معده هضم کنند.

طعم و رنگ شیر را بهبود می بخشد

اکثر مردم خرید و مصرف شیر سفید را ترجیح می دهند زیرا به نظر می رسد شیر سفیدتر خالص تر از شیری است که رنگ آن خامه ای می شود.هموژنیزاسیون باعث بهبود رنگ شیر و سفیدتر شدن آن می شود. همچنین هموژنیزاسیون شیر باعث می شود که طعم خامه ای با محتوای چربی متعادل داشته باشد که برای مصرف کنندگان بسیار مهم است.

شیر را به محصولی عالی برای پخت و پز تبدیل می کند

شیر هموژنیزه  برای استفاده در چای یا حتی سایر نوشیدنی هایی که نیاز به شیر دارند، بسیار مناسب است. هموژنیزاسیون شیر باعث می شود شیر محصول بهتری باشد که برای پخت و پز ضروری است زیرا شیر همگن دارای گلبول های چربی کوچک تری است  بنابراین در مقایسه با شیر معمولی نرم تر است. از سوی دیگر بسیاری از غذاها به شیر خامه ‌تری به عنوان ماده‌ ای برای بهبود بافت نیاز دارند. هموژنیزاسیون شیر باعث می ‌شود که شیر به عنوان یک ماده ارجح برای پخت انواع غذاها باشد.

مضرات شیر ​​هموژنیزه

شیر هموژنیزه برای سلامتی شما خطرناک است

شیر هموژنیزه شده در مقایسه با شیر غیر همگن ذرات کوچکتری دارد. در نتیجه هنگام هضم، ذرات ریز مستقیما جذب جریان خون می شوند  در نتیجه به سلامتی شما آسیب می رسانند. شیر هموژن به عنوان عامل سرطان و بیماری قلبی شناخته شده است.

هموژنیزاسیون ارزش غذایی شیر را کاهش می دهد

در طول همگن شدن شیر، چربی موجود در شیر به ذرات ریز تجزیه می شود و از این رو ویتامین های ضروری مانند ویتامین D و  A نیز به ذرات میکروسکوپی تجزیه می شوند. کاهش ذرات مواد مغذی باعث می شود ارزش مواد مغذی موجود در شیر کمتر شود.

برخی از کارشناسان همچنین در مورد آنچه که به عنوان «رادیکال های آزاد» شناخته می شود ابراز نگرانی کرده اند، که مولکول هایی هستند که آزادانه در برخی غذاها و در بدن شناور هستند و احتمالا می توانند باعث ایجاد مشکلاتی در بازسازی و رشد سلول شوند.

چربی مفید شیر با همگن شدن شیر تجزیه می شود و مولکول های کوچک تر کلسترول و چربی ممکن است رادیکال های آزاد را در بدن تولید کنند. رادیکال های آزاد تا حدی مسئول پیری زودرس هستند و می توانند به قلب و سایر اندام ها آسیب بزنند. با این حال، حداقل در مورد شیر، تحقیقاتی که این ادعاها را پشتیبانی می کند، قطعی نیست.

در نتیجه، همگن شدن شیر می تواند مفید و همچنین مضر باشد. البته مشکلات سلامتی بیشتر زمانی به وجود می آیند که شیر هموژنیزه شده را بیش از حد مصرف کنید.

هموژنیزه کردن یا همگن کردن (هموژنیزاسیون)نوشیدنی ها

رسوب گذاری و جداسازی کمتر

شما می توانید استدلال کنید که یکی از دلایل اصلی همگن سازی کوچک کردن ذرات بزرگ و کوچک تر کردن ذرات کوچک است که مزیت اصلی آن رسوب و جداسازی کمتر ذرات در نوشیدنی ها است.

فراهمی زیستی بهتر

مطالعات روی گوجه‌ فرنگی و هویج نشان داده ‌اند که همگن شدن باعث افزایش اختلال در ذرات سلولی آن‌ها می ‌شود. اندازه سلول های گیاهی در حدود ۵۰۰ میکرومتر است و فضای هموژنایزر حدود ۱۰۰ میکرومتر است  بنابراین وقتی از آن عبور می کنند، پاره می شوند. در هنگام پاره شدن، مواد  داخل سلولی را در آب آزاد می کنند. نتیجه فراهمی زیستی بالاتری از مواد مغذی لیکوپن (رنگدانه رنگ قرمز) و بتاکاروتن (رنگدانه رنگ نارنجی قرمز و نوعی ویتامین A ) است.

ویسکوزیته بالاتر

برخی از میوه ها و سبزیجات – مانند پرتقال و گوجه فرنگی – حاوی پکتین تثبیت کننده طبیعی هستند. هنگامی که همگن می شوند، سلول های گیاهی پاره می شوند و پکتین را در آب آزاد می کنند  که باعث افزایش ویسکوزیته و ثبات آن می شود.

بهبود طعم

طعم‌ های زیادی در سلول‌های گیاهی وجود دارد، به این معنی که آنها نیز می‌توانند، آزاد شوند و مفید باشند این امر به ویژه در مورد آب سبزیجات صادق است.

بهبود رنگ

رنگ اساسا یک ادراک بصری از نور است. ذرات کوچک تر نور را متفاوت از ذرات بزرگ تر پراکنده می کنند. بنابراین به نظر می رسد یک نوشیدنی همگن رنگارنگ تر از یک نوشیدنی غیر همگن است.

بریکس بهتر

میزان قند موجود در آب میوه ها بر حسب درجه بریکس اندازه گیری می شود. هموژنیزه کردن می تواند به یک محصول کم بریکس کمک کند تا با افزایش تعداد پیوندهای بین مولکولی به محصولی با بریکس بالا تبدیل شود. در واقع، این امر سود تولید کننده را افزایش می دهد زیرا می توان از مواد خام کمتری برای دستیابی به نتیجه مشابه استفاده کرد.

طعم بهتر در دهان

ذرات بزرگ ‌تر در نوشیدنی‌ ها اصطلاحا باعث طعم گچی احساس خشکی و دانه‌ های ریزی در دهان می شوند. با کاهش تعداد ذرات بزرگتر از ۱۵۰ میکرومتر و همگن شدن، احساس دهانی نوشیدنی بهبود می یابد.

هموژنیزاسیون یک و دو مرحله ای چه تفاوتی باهم دارند

هموژنیزاسیون می تواند به صورت یک مرحله ای یا دو مرحله ای صورت بگیرد. در فرآیند یک مرحله ای شیر یا خوراکی های دیگر از طریق یک لوله باریک و مخروطی‌ شکل تحت فشار قرار گرفته و ذرات چربی  و مواد خوراکی را به اندازه کوچک تر تبدیل می کند. در این فرآیند برخی از ذرات همچنان میل به تجمع دارند و بزرگ هستند که با هموژنیزاسیون دو مرحله ای شکسته می شوند.

فشار دستگاه‌های هموژنایزر معمولا ۳۰۰۰-۲۰۰ پوند در اینچ مربع  است که قابل افزایش است. به عنوان مثال اندازه ذرات چربی شیر قبل از هموژنیزاسیون  ۱۰-۱ میکرون است که با اعمال فشار به ۲- ۰.۲ می ‌رسد. دستگاه هموژن اکنون با تنوع بالا در بازار برای کاربرد در صنایع مختلف در دسترس است.