نقش گوارگام در تولید بستنی چیست و چه مزایایی دارد؟
بستنی یکی از محصولات لبنی بسیار محبوب در بین همه افراد است. بستنی در واقع یک دسر منجمد است که متشکل از شیر، کریستال‌های یخ و غیره تهیه می شود. برای رسیدن به کیفیت مطلوب، فرآوری و فرمولاسیون مناسب، از در فرمولاسیون این دسر خوشمزه از تثبیت کننده‌ها استفاده می شود. گوارگام در تولید بستنی به افزایش ویسکوزیته مخلوط بستنی، بهبود هوادهی و کنترل میزان ذوب آن کمک می کنند. یکی از رایج ترین تثبیت کننده های مورد استفاده در صنعت بستنی، پودر صمغ گوار یا گوارگام است.
پودر صمغ گوار یا گواران از آندوسپرم بذر گیاه گوار-Cyamopsis tetragonolobus- که عمدتا در هند و پاکستان رشد می کند به دست می آید. گوارگام یک افزودنی غذایی طبیعی و منبعی غنی از پروتئین است. از این رو در صنایع مختلف استفاده می شود. پودر صمغ گوار یک پودر خامه ای سفید رنگ است که قابلیت تعلیق مواد جامد و چسباندن آب را دارد و به عنوان تثبیت کننده در صنعت بستنی استفاده می شود. برای کسب اطلاعات بیشتر در این رابطه در ادامه مقاله با ما در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه باشید.
تاریخچه مختصری از بستنی
بستنی یکی از خوراکی های شگفت انگیزی است که همه آن را دوست دارند و حتی نام بردن از آن احتمالا لبخندی بر چهره های عبوس می آورد. زمانی که در حال خوردن بستنی هستیم، به این فکر نمی کنیم که چرا اینقدر صاف و کرمی است یا چگونه می تواند به طرز لذت بخشی غلیظ باشد. اینها و مسائل دیگر بدیهی تلقی می شوند، اما باید بدانیم گواگام نقش اصلی را در این فرآورده خوشمزه بازی می کند.
بستنی تا قرن دوم قبل از میلاد نیز مردم را به وجد می آورد و مورخان خاطر نشان می کنند که اسکندر مقدونی از برف و یخ با طعم عسل و شهد لذت می برد.
امپراتور روم، نرون کلودیوس سزار (۵۴-۸۶ بعد از میلاد)، برده ها را به اعماق کوه ها می فرستاد تا برای او برف بیاورند. سپس آن را با میوه ها و آب میوه‌ها طعم دار می کرد. یک قرن بعد مارکوپولو از خاور دور دستور پختی شربتی یخی را به ایتالیا آورد و کارشناسان معتقدند که این دستور به بستنی امروزی تبدیل شد.
در طول دهه ۱۶۰۰ میلادی، محصولی به نام بستنی خامه ای اغلب بر روی میزهای مجلل شاه چارلز اول انگلستان ظاهر می شد. در سال ۱۵۵۳ هنگامی که کاترین دو مدیچی ایتالیایی همسر هنری دوم فرانسوی شد، دسرهای منجمد به دربار سلطنتی معرفی شدند.
با این حال، در سال ۱۶۶۰ بود که بستنی در دسترس عموم مردم قرار گرفت. این دسر در قرن هجدهم به آمریکا آورده شد و افراد مشهوری مانند جورج واشنگتن، توماس جفرسون و دالی مدیسون (همسر جیمز مدیسون) از آن لذت بردند و آن را تبلیغ کردند.
کاربرد گوارگام به عنوان ضخیم کننده در تولید مواد غذایی
گوارگام از گیاهی به دست می آید که طی ۳ تا ۴ ماه پس از کاشت برداشت می شود. این ماده از طریق یک فرآیند ۴ مرحله ای که شامل برشته کردن، پوست‌گیری، آسیاب کردن و الک کردن است، به صورت تجاری از دانه های گیاه استخراج می شود.
تطبیق پذیری، محبوبیت و خواص شیمیایی گیاه گوار آن را از سایر گیاهان مشابه خود متمایز می کند. علاوه بر صنایع غذایی در صنایع دیگر از جمله خوراک دام، باغبانی و کشاورزی، صنایع آرایشی و بهداشتی، دارویی و غیره نیز نقش مهمی دارد.
پودر صمغ گوار به ایجاد ساختار صاف و مخملی این دسر مورد علاقه همه کمک می کند، اما این تنها یکی از مزایای متعددی است که برای بستنی و سایر صنایع تولیدی فراهم می کند.
گوارگام برای اولین بار در سال ۱۹۰۳ در ایالات متحده معرفی شد، در طول سال ها استفاده از آن برای تجارت بسیار مفید بوده است. صمغ گوار به عنوان یک جایگزین بالقوه همواره مورد مطالعه قرار گرفته است اما هیچ کجا به اندازه صنایع غذایی و به ویژه در ساخت بستنی موثر نیست.
چرا گوارگام یک تثبیت کننده کلیدی در تولید بستنی است
مجموع تولید سالانه بستنی امروزی بیش از ۶ میلیارد پوند در سال است. اگرچه تولید بستنی به عوامل زیادی بستگی دارد اما یک محصول وجود دارد که بدون آن نمی توان به تولید رسید و آن پودر صمغ گوار است. اما چرا گوار یک عنصر جدایی ناپذیر در بستنی ها است؟
مطالعه ای در سال ۲۰۱۴ در دپارتمان شیمی و تغذیه مواد غذایی در کالج فناوری غذایی هند با عنوان تاثیر صمغ گوار بر ویسکوزیته بستنی، در مجله آسیایی تحقیقات لبنیات و مواد غذایی منتشر شد و اثرات غلظت های مختلف صمغ گوار را بر ویسکوزیته بستنی مورد مطالعه قرار داد. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت صمغ گوار (۰.۴ درصد) در بستنی، ضخامت بستنی نیز افزایش یافت. بنابراین با گوارگام به راحتی می توان در تولید بستنی به غلظت دلخواه رسید.
گوارگام به عنوان یک اتصال دهنده و تثبیت کننده در تولید بستنی نقش بسزایی دارد. خاصیت هیدراتاسیون سریع آن در آب سرد آن را به عنوان یک تثبیت کننده بستنی متمایز می کند، به خصوص در دمای بالا و فرآیندهای کوتاه مدت، به عنوان مثال، در شرایط دمای ۸۰ درجه سانتی گراد به مدت ۲۰ تا ۳۰ ثانیه. بستنی مرغوب را می توان با ۰.۲ درصد صمغ گوار تولید کرد.
اهمیت پودر صمغ گوار در صنعت بستنی
بستنی به طور کلی شامل هفت دسته از مواد تشکیل دهنده است:
- چربی شیر
- مواد جامد شیر
- شیرین کننده ها
- تثبیت کننده ها
- امولسیفایرها
- آب
- طعم دهنده ها
گوارگام در تولید بستنی هنگامی که همراه با سولفات کلسیم استفاده می شود، بستنی خشک و سفت با ذوب تاخیری ایجاد می کند. همچنین با هگزا متافسفات سدیم و سیترات سدیم به عنوان تثبیت کننده در مخلوط بستنی ترکیب می شود.
نقش گوارگام در تولید بستنی چیست
- پودر صمغ گوار به ایجاد نرمی در بافت این دسر خوشمزه کمک می کند.
- در طول نگهداری بستنی، به کاهش رشد کریستال یخ و تبلور و انقباض لاکتوز کمک می کند.
- یکنواختی را برای محصول فراهم می کند.
- گوارگام کمک می کند تا درجه ای از حفظ شکل در طول ذوب به دست آید و سرعت ذوب را کاهش می دهد.
- کرمی بودن را بهبود می بخشد و آبکی بودن بستنی را کاهش می دهد.
- به ترکیب بستنی فیبر اضافه می کند و چربی را کاهش می دهد.
- سفتی این دسر خوشمزه را افزایش می دهد.
- اندازه حباب هوا را کاهش می دهد.
- پتانسیل غلیظ شدن آب بالاتری دارد که هشت برابر بیشتر از نشاسته ذرت است.
- پودر صمغ گوار به عنوان پلی ساکارید زمانی که در غلظت ۰.۲% استفاده شود، بستنی با کیفیت خوبی تولید می کند.
- به حفظ ویسکوزیته بستنی کمک می کند. ویسکوزیته بستنی را با ذوب آهسته و یکنواخت، سفتی، افزایش قابلیت کشسانی، جلوگیری از کاهش حجم و غیره حفظ می کند.
نقش گوارگام به عنوان تثبیت کننده در بستنی
میزان تثبیت کننده های استفاده شده در بستنی بستگی به خواص آن، مواد مصرفی، فشار و دما، ترکیب مخلوط و غیره دارد. پودر صمغ گوار به عنوان تثبیت کننده قوی در بستنی محسوب می شود و به طور کلی از ۰.۱ تا ۰.۲ درصد در مخلوط آن استفاده می شود.
عملکرد اصلی یک تثبیت کننده این است که مقدار زیادی آب را جذب و نگه می دارد و به نوبه خود بافتی صاف ارائه می دهد و همچنین امکان مقاومت در برابر شوک حرارتی در محصول را فراهم می کند.
محتوای چربی بالای شیر و اندازه کوچک کریستال یخ اغلب با تاثیر موفقیت آمیز در ایجاد یک قوام صاف و خامه ای مرتبط است. تثبیت برای فرآیند تولید حیاتی است، زیرا هرچه ویسکوزیته بیشتر شود، بافت بستنی و مقاومت آن در برابر ذوب بالاتر خواهد بود.
ویسکوزیته با قوام در ارتباط است مانند عسل که سطوح ویسکوزیته بالاتری نسبت به آب دارند. تثبیت کننده ها همچنین ذوب آهسته و یکنواختی را فراهم می کنند، توانایی کشسانی را افزایش می دهند و به کاهش محتوای چربی کمک می کنند.
گوارگام را می توان در آب سرد یا گرم پراکنده کرد تا یک محلول بسیار چسبناک تشکیل دهد و بتواند به سرعت در آب سرد هیدراته شود. پس از پراکندگی در آب سرد به مدت حدود دو ساعت ویسکوزیته قوی از خود نشان می دهد و ویسکوزیته به تدریج افزایش می یابد و در حدود ۲۴ ساعت به بالاترین حد می رسد. مانند سایر هیدروکلوئیدها، ویسکوزیته صمغ گوار به زمان، دما، غلظت، اندازه ذرات پودر، pH، قدرت یونی و همچنین به میزان هم زدن بستگی دارد.
نقش عوامل تثبیت کننده در صنایع غذایی
تثبیت کننده ها هیدروکلوئیدی هستند به این معنی که وقتی در یک مایع پراکنده می شوند به مولکول های آب متصل شده و در نتیجه حرکت آنها را کاهش می دهند. این امر در چشم انسان به صورت افزایش ویسکوزیته یا ضخیم شدن ظاهر می شود.
صمغ گوار به عنوان یک پلی ساکارید (مولکول های بزرگ استخراج شده از گیاهان و جلبک ها یا تولید شده توسط سنتز میکروبی که از قندهای ساده مانند گلوکز ساخته شده اند)، بر ویژگی نهایی بستنی تاثیر می گذارد.
یکی از نمونه های قدیمی استفاده از تثبیت کننده در پخت و پز، استفاده از آرد برای غلیظ کردن سس است. اکثر تثبیت کننده ها برای صدها سال است که در پخت و پز استفاده می شوند. تثبیت کننده ها هم سرعت آب شدن بستنی را کاهش می دهند و هم به حفظ شکل بهتر آن در زمان ذوب شدن کمک می کنند.
بسیاری از تثبیت کننده های مورد استفاده در تولید بستنی به غیر از گوار با پروتئین های شیر ناسازگار هستند و در صورت تماس، باعث جدایی فازی می شوند که به آب پنیر معروف است. آب پنیر به طور خاص به نشت یک لایه سرم آبکی شفاف در حین ذوب بستنی اشاره دارد که ظاهری نامطلوب دارد.
چرا تولید کنندگان بستنی از پودر گوارگام استفاده می کنند
مهمترین دلیل استفاده از پودر گوارگام توسط تولیدکنندگان بستنی این واقعیت است که پودر صمغ گوار مقرون به صرفه است و تا هشت برابر بیشتر از نشاسته ذرت قدرت غلیظ کنندگی دارد. صمغ گوار همچنین به احساس دهانی و آزاد شدن طعم بستنی کمک می کند.
به عنوان یک پلی ساکارید صمغ گوار بر ویژگی نهایی بستنی با غلظت ۰.۲٪ تاثیر می گذارد که منجر به تولید بهترین و خوشمزه ترین دسر یخ زده می شود.
علاوه بر این، صمغ گوار همچنین رشد کریستال های یخ و لاکتوز را که می تواند در دوره های نگهداری رخ دهد، کاهش می دهد. اندازه کریستال های یخ یک عامل حیاتی در توسعه بستنی است و همیشه باید اندازه آنها کوچک باشد، حدود (۰.۰۰۱ سانتی متر). کریستال های بزرگتر می توانند منجر به بافت های درشت تر شوند که برای بستنی مطلوب نیست.
محققان بر این باورند که سه مکانیسم در کاهش رشد بلورهای یخ دخیل است. مرحله اول مربوط به افزایش ویسکوزیته ناشی از تثبیت گوارگام در تولید بستنی است که با کاهش انتشار مولکول های آب، رشد کریستال ها را کند می کند. شبکه های تشکیل ژل، که در حین نوسانات دمایی در اطراف کریستال های یخ رخ می دهند، حرکت آب به سمت کریستال بزرگ تر و متعاقبا بزرگ شدن آن را به تاخیر می‌اندازند.
بدون تثبیت کننده، این مانع ژلی وجود ندارد و اندازه کریستال افزایش می یابد زیرا آب سریع تر و همچنین به شکل وسیع تری پخش می شود. کریستال های یخ می توانند در هر جایی رشد کنند زیرا نوسانات دما باعث ذوب شدن و سپس یخ زدن مجدد آنها شود.
گوارگام همچنین یکی از بزرگترین مشکلات نگهداری بستنی که مربوط به کاهش حجم است، اصلاح می کند. این مسئله به کاهش حجم بستنی قبل از اینکه بتوان آن را از ظرف خارج کرد، اشاره دارد. از نظر ظاهری، بستنی از لبه های ظرف دور می شود و این بیشتر هنگام حمل و نقل به مناطق مختلف که دما اغلب در نوسان است، رخ می دهد.
اینکه چگونه تثبیت کننده ها کریستالیزاسیون مجدد را در طول دوره‌های ذخیره سازی محدود یا مهار می کنند موضوع تحقیقات گسترده‌ای در طول سال های متمادی بوده است، اما تا به امروز هنوز به طور کامل شناخته نشده است.
بازار جهانی گوارگام
ارزش بازار جهانی صمغ گوار در سال ۲۰۱۷ به ۵۲۵.۳ میلیون دلار رسید و تخمین زده می شود که از سال ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۵ به نرخ رشد ترکیبی سالانه (CAGR) 4.4 درصد برسد. کارشناسان حدس می زنند که افزایش تقاضا برای غذای راحت و این واقعیت که صمغ گوار به عنوان یک افزودنی ماندگاری طولانی تر و پایدارتری برای مواد غذایی فرآوری شده ارائه می دهد، به طور قابل توجهی بر روند صنعت تاثیر می گذارد. افزایش تقاضا برای صمغ گوار گرید غذایی برای استفاده به عنوان غلیظ کننده طبیعی در بسیاری از غذاها با گسترش صنعت فرآوری مواد غذایی همسو است.
ایمنی پودر گوارگام هنگام استفاده به عنوان یک افزودنی غذایی توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA)، سازمان ایمنی غذای اروپا (EFSA)، کمیته مشترک FAO/WHO در مورد افزودنی‌های غذایی (JECFA) و همچنین سایر مقامات تایید شده است.
فواید بستنی برای سلامتی
همه ما عاشق بستنی هستیم، بافت خنک، خامه ای و شیرین آن تقریبا در همه شرایط عالی است. این دسر یخی همچنین سالم تر از آن چیزی است که ممکن است تصور کنید. خوردن این دسر خوشمزه که بر پایه لبنیات تهیه می شود فواید زیادی برای سلامتی دارد. در ادامه به مزایای شگفت انگیز مصرف بستنی اشاره می کنیم.
سرشار از ویتامین ها و مواد مغذی است
بستنی حاوی ویتامین های زیادی است که برای بدن شما ضروری است. در بستنی ویتامین های A، B، B12، C، D و E وجود دارد که همچنین حاوی ویتامین K است که به جلوگیری از انعقاد خون کمک می کند.
طعم بستنی انتخابی شما می تواند حتی مواد مغذی بیشتری را اضافه کند. انتخاب های محبوب مانند وانیل های طبیعی و انواع توت ها آنتی اکسیدان ها را اضافه می کنند و شکلات تلخ دارای فلاونوئیدهایی است که برای قلب شما مفید است.
بستنی می تواند بخشی از یک رژیم غذایی سالم باشد و انرژی شما را تقویت کند. این دسر سرد حاوی کربوهیدرات، چربی و پروتئین است که برای تولید انرژی مورد نیاز است. اگر بستنی در حد اعتدال مصرف شود، می تواند یک مکمل عالی برای یک رژیم غذایی سالم باشد. بستنی یک غذای غنی از کلسیم است و کلسیم به قوی نگه داشتن بدن و افزایش متابولیسم کمک می کند. افزودن بستنی با چربی بیشتر به شما کمک می کند تا مدت بیشتری احساس سیری کنید. قند موجود در بستنی حاوی گلوکز است که یکی از اجزایی است که می تواند بدن انسان را در طول روز تامین کند.
برای استخوان های شما مفید است
بستنی از شیر که یک غذای غنی از کلسیم است تهیه می شود. کلسیم برای حفظ سلامت استخوان و دندان ضروری است و بدن ما آن را به طور طبیعی نمی سازد.
کاهش خطر ابتلا به سرطان
محتوای کلسیم موجود در بستنی می تواند به کاهش خطر ابتلا به سرطان روده کمک کند. علاوه بر کمک به ساخت استخوان های قوی، کلسیم موجود در بستنی می تواند به کاهش خطر ابتلا به سرطان نیز کمک کند.
مفید برای سیستم ایمنی بدن
مواد مغذی زیادی در بستنی وجود دارد که می تواند سیستم ایمنی بدن شما را تقویت کند. بستنی با شیر درست می شود که سرشار از ویتامین ها و مواد مغذی مانند ویتامین A، ویتامین D، سلنیوم و روی است که همگی برای یک سیستم ایمنی سالم حیاتی هستند.
بستنی می تواند شما را شادتر کند
شواهدی وجود دارد که مصرف بستنی باعث تولید هورمون سروتونین می شود. سروتونین هورمون احساس خوب است که به تقویت خلق و خو کمک می کند. پس دلیلی وجود دارد که همه پس از گذراندن یک روز طولانی به بستنی روی می آورند!
به بهبود قدرت مغز کمک می کند
طبق یک مطالعه، افرادی که برای صبحانه بستنی می‌خورند هوشیارتر از کسانی بودند که فقط یک لیوان آب سرد می‌نوشیدند زیرا ویتامین ها و مواد مغذی موجود در بستنی می تواند به مغز شما کمک کند.
می تواند هوس بارداری را برطرف کند
بستنی از شیری تهیه می شود که سرشار از ید است، یک ماده مغذی ضروری برای زنان باردار و شیرده. ید همچنین نقش مهمی در رشد مغز جنین دارد.
به ریکاوری پس از ورزش کمک می کند
ماده اصلی بستنی شیر است که مملو از پتاسیم است. پتاسیم برای عملکرد عضلات و همچنین مدیریت فشار خون و سلامت کلی مهم است. برای بهره مندی از منافع بی نظیر این دسر خوشمزه فراموش نکنید که همه چیز را در حد اعتدال بخورید. کلید یک رژیم غذایی سالم تعادل است.
