X
تبلیغات
دانشگاه علوم و تحقیقات تهران

دانشگاه علوم و تحقیقات تهران
آزمایشگاه لبنی 2 
لینک های ویژه
v\:* {behavior:url(#default#VML);} o\:* {behavior:url(#default#VML);} w\:* {behavior:url(#default#VML);} .shape {behavior:url(#default#VML);}
دسر های یخ زده را می توان به انواع زیر تقسیم بندی نمود بستنی های طعم دار کاسترد یخ زده طمع دار ملورین (بستنی که چربی موجود در آن بوسیله روغن های گیاهی جایگزین شده است . بستنی های کم چرب بستنی های رژیمی شربت بستنی یخی جدول یک : ترکیبات تشکیل دهنده این محصولات را نشان می دهد . تفاوت کاسترد و بستنی در زرده تخم مرغ موجود در کرم کاستر می باشد چنانچه میزان زرده تخم مرغ در بستنی بیش از یک و چهار دهم در صد باشد به آن کاسترد گویند بستنی های کم چرب باید حداقل 25% از کل چربی موجود در آن را کاهش داده باشند در بستنی های رژیمی میزان چربی باید حداقل 50% کاهش یابد یا به عبارتی دیگر میزان کالری این محصولات باید حدود 33% کمتر از نوع عادی آن باشد در نوع دیگر از بستنی های بدون چربی حداکثر میزان چربی حدود 3 گرم در هر وعده مصرف می باشد و یا ممکن این طبق استاندارد ها به کمتر از 5/0 کاهش یابد . شربت نوعی از دسر می باشد که محتوای چربی شیر آن بین 1 تا 2 در صد و میزان شیرین کننده های آن بیشتر از بستنی می باشد بستنی یخی تقریبا ترکیبات مشابه شربت داشته با این تفاوت که حاوی اجزای شیری نمی باشد .   جدول 1 تفاوت ترکیبات تشکیل دهنده انواع دسر های شیری بستنی بستنی را می توان مانند یک کامپوزیت در نظر گرفت در داخل کامپوزیت یک یا چند جزء با یکدیکر ترکیب می شوند که محصول نهایی هم ویژگی های اجزاء تشکیل دهنده را دارند و هم دارای خصوصیات جدیدی هستند که در هیچ یک از اجزاء وجود نداشته و بروز آن مربوط به ترکیب شدن آنها می باشد بنابراین بستنی را می توان یک ماده کامپوزیت در نظر گرفت که اجزاء تشکیل دهنده آن خصوصیات حسی مورد نیاز را فراهم می کند به عنوان مثال یخ باعث ایجاد سردی ؛ چربی باعث ایجاد خاصیت کرمی ؛ هوا باعث ایجاد بافت نرم و سبک می شود و شکر و طعم دهنده ها مزه آن را بهبود می دهند زمانی که تک تک اجزاء را در کنار هم داخل ظرفی سرو نمائیم و یا آنها با هم مخلوط کرده و بعد مصرف کنیم هیچگاه به طعم و مزه بستنی نمی رسیم . بستنی حاوی اجزا ساختمانی زیر می باشد ک حباب های هوا که از ترکیب هوا و پودر شیر بدون چربی بدست آمده است . قطرات چربی که از مخلوط چربی امولسیفایر و پودر شیر بدون چربی بدست آمده است . کریستال های یخ که تنها از ملکول های آب تشکیل شده است . ماتریکس که از مخلوط پودر شیر بدون چربی ؛ آب ؛ پایدار کننده ؛ طعم دهنده و عامل رنگ دهنده تشکیل شده است . جدول 2 نشان دهنده نسبت این اجزا در محصولات مختلف از خانواده بستنی را نشان می دهد و جدول 3 در صد ؛ سایز و سطح نسبی این اجزا را در بستنی نشان می دهد . کیفیت بستنی تحت تاثیر اجزا سازنده آن ، شرایط فرآیند فریز کردن ؛ بسته بندی ؛ حمل و نقل ؛ نگهداری و شرایط سرو کردن قرار می گیرد . برای بررسی خصوصیات رئولوژیکی بستنی آزمون های متداولی صورت می گیرد که در ادامه به طور مختصر به توضیح آنها پرداخته می شود . جدول 2 نسبت اجزائ سازنده بستنی در انواع مختلف ان را نشان می دهد.   جدول 3-حجم ، اندازه و سطح اجزائ سازنده بستنی را مقایسه می نماید. آزمون های بررسی خصوصیات گلبول های چربی به طور کلی باید در نظر داشت که محصولات بستنی با شاخص ناپایداری چربی بالا و اندازه گلبول های چربی کوچکتر کیفیت بهتری دارند برای تعیین ناپایداری چربی و اندازه گلبول های چربی از روش های زیر استفاده می شود : ناپایداری چربی در حالی که هموزنیزه کردن یک روش اصلی برای ایجاد امولسیون پایدار چربی در شیر می باشد و ناپایداری چربی در شیر به دلائل بالا نامطلوب می باشد اما همین ناپایداری برای تشکیل ساختار کره ؛ خامه زده شده و بستنی ضروری می باشد . ناپایداری چربی به فرایند تجمع و اتصال گلبول های چربی به یکدیگر اطلاق می شود که باعث گسترش شبکه چربی و جدا شدن فاز چربی در محصول می گردد . برای تعیین ناپایداری چربی ابتدا 3 گرم از بستنی به نسبت 1 به 16 رقیق گشته سپس جذب آن در طول موج 540 نانومتر خوانده می شود و شاخص ناپایداری چربی محاسبه می شود . برای اندازه گیری اندازه گلبولهای چربی از روش دی ال اس یا اندازه گیری میزان پراکندگی نور دینامیک استفاده می شود . به این ترتیب که نوری به مقدار مشخصی از محصول از جهاتی مختلف تابیده می شود و میزان پراکندگی آن توسط دستگاه اندازه گرفته می شود و از روی آن اندازه و توزیع گلبول های چربی مشخص می گردد . برای بررسی خصوصیات بافتی بستنی از آزمون TPA استفاده می گردد . شکل زیر یک نمونه از آزمون های انجام شده بر روی یک قطعه مکعبی با ابعاد 2 سانتیمتر از بستنی را نشان می دهد که از روی نمودار های بدست آمده می توان میزان سختی (پیک نمودار اول )میزان یکپارچگی (سطح زیر منحنی ناحیه دوم به ناحیه اول و میزان حالت صمغی که از حاصل ضرب دو فاکتور قبلی بدست می آید را می توان محاسبه نمود . شکل 2- نمونه ای از نمودار TPA دمای انتقال شیشه ای و نقطه انجماد بستنی توسط آزمون DSC اندازه گرفته می شود .با استفاده از دستگاه DSC که دارای شرایط عملیاتی زیر باشد می توان نقطه ذوب انجماد و دمای انتقال شیشه ای و حتی میزان انتالپی یک نمونه بستنی را اندازه گرفت . استفاده از گاز نیتروژن با سرعت حرارت دهی 40 تا 110 درجه سانتیگراد در دقیقه برای 5 میلیگرم از بستنی می توان به نتایج مناسبی دست یافت . اگر چنانچه آنتالپی کاهش یابد می تواند دو دلیل اصلی داشته باشد : 1-   کاهش محتوای رطوبت نهایی و 2-   کاهش آب قابل انجماد در نمونه تعیین دمای انتقال شیشه ای یکی از مهمترین خصوصیات بستنی می باشد که در پایداری ترمودینامیکی آن در طول دوره انبار داری موثر است. زمانی که دما از دمای انتقال شیشه ای افزایش یابد تا زمانی که محصول به دمای ذوب برسی شرایط برای کریستالیزیسیون مجدد یخ فراهم می شود . که باعث افت خصوصیات مطلوب بستنی می گردد بنابراین دانستن دمای انتقال شیشه ای و سعی در حفظ دمای انبار در کمتر از این دما تاثیر مهمی در حفظ خصوصیات بستنی دارد . پروتئین های و پلی ساکاریت های که معمولا در مخلوط وجود دارند در حفظ و کنترل انتقال حالت ویسکوز به حالت شیشه ای نقش مهمی بازی می کنند . عوامل بسیاری می تواند روی دمای انتقال شیشه ای تاثیر بگذارد که این عوامل شامل: محتوای پلاستیسایزر موجود (آب) غلظت فاز آبی وزن ملکولی بحرانی مواد حل شونده سرعت یخ زدن می باشد . OVERRUN میزان هوادهی در محصول را به راحتی می توان از بدست آوردن وزن محصول قبل از هوادهی و وزن آن بعد از هوادهی و تعیین اختلاف این وزن نسبت به وزن اولیه را به راحتی محاسبه نمود . خصوصیات ذوب شدن برای تعیین خصوصیات ذوب شدن حدود 140 گرم از بستنی سخت را از یخچال به دمای محیط 20 درجه سانتیگراد انتقال داده و روی الکی با اندازه مش های تعیین شده قرار می دهند و برای مدت 130 دقیقه مقدار بستنی ذوب شده در هر 10 دقیقه را که این لک عبور کرده و روی ترازو جمع شده را محاسبه می نمایند . ویسکوزیته ویسکوزیته بستنی ذوب شده معمولا توسط وسکومترهای بروکفیلد با اسپیندل شماره 2 اندازه گرفته می شود . ارزیابی های حسی معمولا در مورد بستنی خواص Palatable شیرینی ؛ عطر و طمع وانیلی سختی قالب زدن تعداد کریستال های یخ در قالب و شکنندگی بستنی را مورد بررسی قرار می دهند که در جدول زیر این خصوصیات حسی تعاریفآنها و استاندارد های مربوطه آورده شده است .               Principal component analysis معمولا در رابطه با بررسی رئولوژیکی علاوه بر نتایج دستگاهی بدست آمده همواره یکسری ارزیابی های حسی نیز وجود دارد که باید این نتایج را همزمان با هم مورد ارزیابی قرار داد . برای این منظور از آزمون PCA استفاده می گردد به این ترتیب که ابتدا تمام نتایج بدست آمده در یک نمودار آورده می شود. سپس فاصله بین دسته نتایج بدست آمده در روی نمودار مورد بررسی قرار می گیرد و آن دسته نتایجی که بیشترین فاصله را نسبت به یکدیگر دارند انتخاب گشته و با خطی به یکدیگر متصل می شوند سپس برای ارتباط این نتایج با دسته نتایج دیگر خط عمودی بر خط اولیه طوری رسم می نمائیم که از نزدیکترین فاصله ممکنه از دسته نتایج سوم عبور نماید . سپس این دو خط عمود بر هم به عنوان دو خط اصلی نمودار در نظر گرفته می شود. سپس برای بررسی یک خصوصیت و تعیین رابطه سایر خصوصیت ها نسبت به آن باید یک خطی از مبدا نمودار تا آن خصوصیت مورد نظر کشید . سپس سایر خصوصیات را که می خواهیم به این خصوصیت مورد نظر خود نسبت دهیم از نظر فاصله با آن خصوصیت مورد نظر مورد بررسی قرار می دهیم . نقاط یا خصوصیاتی که کمترین فاصله را با خصوصیت مذکور داشته باشند اثر مثبتی در افزایش آن خصوصیت خواهد داشت و نقاطی که فاصله بیشتری تا خصوصیت مورد نظر داشته باشند تاثیر منفی بر آن ویژیگی دارند. بعد از آشنایی با آزمون های مورد استفاده ابتدا تک تک اجزا و سپس شرایط فرآیند و انبار داری و تاثیر آنها بر روی خصوصیات رئولوژیکی بستنی مورد ارزیابی قرار می گیرند. اجزا تشکیل دهنده شیرین کننده ها شیرین کننده هایی که معمولا در بستنی استفاده می شوند شامل ساکاروز با منشا چقندری یا نیشکری ؛ شربت گلوکز و عسل می باشد . شکر بدست آمده از نیشکر و چقندر قند تفاوتی با یکدیگر نداشته و تنها تفاوت موجود به نوع گیاه تولید کننده باز می گردد که شرایط رشد و بازده تولید قند متفاوتی دارند. به طور کلی شکر برای تامین اهداف زیر به ماده غذایی اضافه می شوند. بهبود طمع افزایش حلالیت ؛ کاهش نقطه انجماد کاراملیزه شدن و یا قهوه ای شدن ؛ تخمیر های مخمری ؛ عامل ایجاد کننده ساختمان ؛ نگهدارنده جلوگیری از ایجاد بافت کلوخه ای در دسرهای پودری جاذب رطوبت بودن و بهبود خصوصیت گرم شدن با ماکرویو به دلیل ثابت دی الکتریک بالاتری که نسبت به سایر اجزا در تاپینگ های بستنی دارند. محلول های خالص ساکاروز رفتار نیوتنی نشان می دهند و زمانی که نیرو قطع می شود تغییر شکل آنها به صورت غیر قابل بازگشت می باشند. ویسکوزیته این نوع از محصولات می تواند تحت تاثیر عواملی مانند دما غلظت ؛ ناخالصی ها و حباب های هوا تغییر کند مثلا در ملاس که همان شربت قند با ناخالصی های بیشتر است رفتار سودو مناسی مشاهده می شود. شربت گلوکز برای جایگزینی یک قسمت از ساکاروز نیاز به دو قسمت از شربت گلوکز با د ای 42 سه قسمت از شربت لاکتوز و یا یک قسمت از شربت گلوکز با محتوای بالای فروکتوز است . به طور کلی شیرین کننده ها با وزن ملکولی کمتر شیرینی بیشتری نشان می دهند اما انواعی که وزن ملکولی بیشتری دارند در محدود کردن مهاجرت آب و تشکیل کریستال های یخ موثر تر هستند شربت گلوکز یک نمونه بسیار خوبی برای درک خاصیت سودوپلاسی و دایلاتانتی می باشد. زمانی که چند قطره از شربت گلوکز بین انگشتان دست ریخته شود با حرکت آرام دست یعنی در نیروی شیر پائین رفتار سوداپلاسی مشاهده می شود . اما با افزایش سرعت حرکت دست رفتار دایلاتانتی یعنی افزایش ویسکوزیته مشاهده می شود. به این ترتیب می توان گفت که از قانون پاور لا طبعیت می نماید . جدول 4 اثر شیرین کننده های مختلف را روی خصوصیات رئولوژیکی بستنی را در دمای 4 درجه سانتی گراد نشان میدهد. استفاده از شیرین کننده هایی که اندازه مولکولی بزرگی دارند مانندنشاسته هیدولیز شده و الیگوساکاریدها منجر به افزایش ضریب همبستگی و افزایش ویسکوزیته ظاهری  و شاخص تیکسوتروپیک می گردد. پلی اول ها دارای تاثیر مثبتی بر خواص رئولوژیکی مخلوط بستنی دارند که در این بین زایلیتول و مالتیتول بیشترین افزایش ویسکوزیته را نشان می دهد. ظرفیت نگهداری آب، درجه پلیمریزه شدن و شاخه ای شدن مهمترین عوامل تاثیر گذار در گسترش ویسکزیته مخلوط بستنی است. جدول 5 تاثیر شیرین کننده ها روی خواص گرمایی بستنی را نشان می دهد. مخلوط های حاوی فیبرهای رژیمی مانند اینولین و شربت نشاسته هیدرولیز شده با DE کم باعث افزایش دمای انتقال شیشه ای می گردد در حالیکه پلی ال ها و فرکتورزها باعث کاهش این دما می گردند. به طور کلی موادی که توانایی افزایش دمای انتقال شیشه ای را دارند و می توانند به راحتی به حداکثر غلظت آب یخ زده برسند برای کاهش ناپایداری ترمودینامیکی بستنی مفید هستند. جدول 4: اثر شیرین کننده های مختلف روی خصوصیات رئولوژیکی جدول 5: اثر شیرین کننده های مختلف بر خصوصیات حرارتی بستنی نمودار 3 اثر شیرین کننده ها را بر سلول های هوا و افزایش حجم بستنی نمودار 3 اثر شیرین کننده ها را بر سلول های هوا و افزایش حجم بستنی نشان می دهد. تشکیل کف در هنگام ساخت بستنی هم به اجزاء سازنده 0 امولسیفایرها و پروتئین ها و هم به عوامل فرآیندی مانند فریز کردن بستگی دارد. اعتقاد بر این است که از آنجاییکه شیرین کننده ها فعالیت سطحی بالایی ندارند نمی توانند تاثیری روی کشش سطحی بستنی بگذارند بنابراین در تشکیل کف نقشی ایفا نمی کند. اما همانطور که در شکل 3 مشاهده می کنید استفاده از پلی اول ها میزان افزایش حجم را افزایش و قطر سلول های هوا را کاهش میدهد. از طرف دیگر مالتودکستیرین با DE کم در رابطه با تشکیل کف چندان مطلوب عمل نمی کند. شکرها و کربوهیدرات ها از طریق تاثیر روی افزایش ویسکوزیته مخلوط بستنی در طول همزدن در تشکیل و پایداری مولکول های یخ شرکت می کنند. همانطور که در شکل 5 مشاهده می کنید پلی اول ها کمترین میزان سختی را در بستنی ایجاد می نماید. سختی بستنی تحت تاثیر عوامل مختلفی مانند افزایش حجم اتصال کریستال های یخ خواصیت ویسکوالاستیک سرم،حضور بیو پلیمرها و خصوصیات حرارتی بستنی قرار می گیرد. جدول 6 تاثیر انواع شیرین کننده ها را بر روی خصوصیات حسی بستنی نشان میدهد. قدرت شیرین کنندگی بالای چلیاول ها و فروکتروز باعث افزایش شدت طعم وانیلی می گردد. با توجه به تاثیر شیرین کننده ها بر خصوصیات بافتی اضافه کردن پلی اول ها منجر به کاهش خاصیت سختی و کرمی و افزایش خاصیت یخی بستنی می گردد. شکل 5: تاثیر شیرین کننده ها بر میزان سختی بستنی          جدول 6: تاثیر شرین کنندها روی خصوصیات حسی بستنی   جدول 7: رابطه بین خصوصیات حسی و نتیجه بررسی های دستگاهی شیرین کننده ها بر خصوصیات بستنی همانطور که در جدول 7 مشاهده می فرمایید خصوصیات حرارتی، افزایش حجم و متوسط اندازه ذرات هوا با خصوصیات حسی بستنی رابطه مستقیم دارد. استفاده از شیرین کننده ا و همچنین نمک های معدنی موجود در شیر باعث کاهش نقطه انجماد بستنی می گردد. منوساکاریدهایی مثل فروکتوز و دکستروز نقطه انجماد محلول را به طور یکسانی کاهش می دهند. شربت گلوکز با DE کم مثلا 36 تا 42 قدرت شیرین کنندگی چندانی نداشته اما می توانند مهاجرت آب را به طور موثری کاهش دهند و در ایجاد بافت بستنی موثر باشند. پایدار کننده ها پایدار کننده ها با قدرت اتصال به آب، آب قابل دسترس برای تشکیل یخ در هنگام فریز کردن را کاهش می دهد که باعث افزایش مقاومت بستنی به شک های حرارتی در طول دوره نگهداری محصول می گردد در واقع مانع از کریستالیزاسیون مجدد یخ گشته در نتیجه پیکره و بافت محصول را بهبود می بخشد. سختی نسبی بستنی در هر دمایی بستگی به مقدار آب یخ ز ده در آن دما را دارد که آن نیز خود به نقطه انجماد مخلوط بستنی و دمایی که محصول نهایی در آن نگهداری می شود بستگی دارد. انواع هیدروکلوئید هایی که در بستنی مصرف می شود شامل موارد زیر است: صمغ زانتان: خصوصیت اصلی این صمغ بالا بودن خصوصیت سودو پلاستی و حفظ ویسکوزیته در حضور الکترولیت ها در محدوده pH  وسیع و دمای بالا ااست کربوکسی متیل سلولز: این صمغ ویسکوزیته بالایی ایجاد می کند اما ویسکوزیته آن در pH پایین و حضور الکترولیت ها شدیدا کاهش می یابد. متیل سلولز وهیدروکسیل پروپیلن متیل سلولز: که ویسکوزیته آن با دما افزایش می یابد و ممکن است ژله ای شدمن اتفاق بیفتد اما این صمغ ها تحت تاثیر pH یا الکترولیت ها قرار نمی گیرد. گالاتومانان ها ( گوار و لوکاست بین گام ): خاصیت سودو پلاستی داشته که ویسکوزیته آن تحت تاثیر حضور الکترولیزها قرار نگرفته اما ممکن است در شرایط اسیدی تجزیه شده و ویسکوزیته آن کاهش یابد در شرایط دمای بلا نیز رفتار مشابهی دارد. در مواردی ممکن است مخلوط هیدروکلوئید ها در بستنی مورد استفاده قرار گیرد . با ید در نظر داشت که هنگامی که دو هیدروکلوئید در کنار هم قرار می گیرند ممکن است حالات متعددی اتفاق افتد اگر دو هیدروکلوئید نسبت به همدیگر حالت بهم پیوستگی داشته باشند باعث ایجاد ژل یا رسوب هیدروکلوئیدها می شود . هیدروکلوئیدهایی که دارای بارهای متفاوت باشند (مثل پروتئین ها در pH  زیر نقطه pHایزوالکتریک و پلی ساکاریدهای باردار )با هم واکنش داده و معمولا باعث ایجاد رسوب می شوند ، در حالیکه احتمال ایجاد ژل نیز وجود دارد.  اگر در مخلوط دو هیدروکلوئید حالت بهم پیوستگی و واکنش متقابل روی ندهد در محلولهای  رقیق و غلظت های پائین به صورت یک فاز هموژن ظاهر می شوند ، در حالیکه در غلظت های  بالا به صورت دو فاز در آمده که در هر یک از فازها غلظت یکی از هیدروکلوئیدها به صورت  غالب در می آیند که این حالت را جداشدن فازی می نامند . در جدا شدن فازی اصطلاحاً یک امولسیون آب در آب ایجاد می شود که در آن قطراتی از آب که حاوی مقدار بالائی از یک  هیدروکلوئید است در فاز پیوسته ای که در آن غلظت هیدروکلوئید دیگر بالاست ، به حالت  پراکنده در آمده است . در مخلوط هیدروکلوئیدها اگر دو هیدروکلوئید توانایی تشکیل ژل  را داشته باشند انگاه تشکیل ژل و جدا شدن فازی هر دو به صورت همزمان اتفاق می افتد و خواص فیزیکی محصول نهائی تحت تاثیر سرعت نسبی تشکیل ژل و جدا شدن فازی قرار  خواهد گرفت . قیمت پایدار کننده ها عامل اصلی دیگری است که در انتخاب آنها تاثیر گذار هستند . جدول 8- قیمت انواع پایدار کننده ها صمغ تراگاكانت پس از جمع آوری صمغ از بوته ها وانجام عملیات آماده سازی وتمیز کردن دستی ،درجه بندی براساس طول نوارها صورت گرفته ومحصول به درجاتی تقسیم می شود : 1-نوع نواری که دارای کیفیت عالی است. اینها نوارهای طولانی وخمیده ای با طول حدود 100-50میلی متروعرض 20-10میلی مترمی باشند . 2- نوع صدفی که دارای کیفیت پائین تری است وباتوجه به اندازه آنها به درجات متعددی  تقسیم بندی می شوند . صمغ کتیرای مرغوب پودری بی مزه ،سفید رنگ وباظاهری شفاف می باشد که می تواند محلول آبی باویسکوزیته بالا (بدون هرگونه ناخالصی وموادخارجی نظیرذرات ماسه ) ایجادکند . معمولا شدت رنگ درکتیراهای با درجات مرغوبیت کمتر ،بیشتراز کتیراهای مرغوب می باشد .کتیرای نوع نواری از بوته هایی به دست می آید که تا حدی از بوته های کتیرای صدفی متمایز است .ازیک بوته معمولا فقط یک نوع کتیرا(نواری یا صدفی )حاصل می شود وبسیاربعید است که هردونوع کتیرا درروی یک بوته مشاهده شود . از نقطه نظر خصوصيات  رئولوژيكي صمغ تراگاكانت رفتار سودوپلاستيكي  را  نظير اكثر  صمغ‌ها از خود  نشان ميدهد. ويسكوزيته ظاهري با افزايش سرعت برشي كاهش ميابد و با كاهش سرعت برشي به ويسكوزيته اصلي، برگشت پذير ميباشد  اما ویسکوزیته ظاهری آن وابسته به زمان می باشد و رفتار تیکسوتروپی از خود نشان می دهد. استفاده از کتیرا به میزان 2%تا 5%درصد دربستنی درپایداری وایجاد یک بافت نرم وغیر زبرکارائی مطلوبی دارد کتیرا باعث می شود تا درطی نگهداری بستنی رشد کریستالها که معمولا به دلیل نوسانات دمای فریزرها اتفاق می افتد کنترل شده وبه حداقل برسد .کتیرا همجنین می توانددرفرمولاسیون میلک شیک ها برای معلق نگه داشتن مواد جامد استفاده شود که احساس دهانی مطلوبی ایجاد می کند . درسیستم های غیرمنجمد هوادرمایع مثل محصولات تهیه شده از تخم مرغ زده شده مخلوط با شکر ومواد عطروطعم زا که دریخچال نگهداری می شود آب انداختن (سینرسیس ) یک مشکل عمده به حساب می آید که استفاده از کتیرا می تواند از آن جلوگیری نماید . صمغ کاراگینان این صمغ دارای انواع مختلف یوتا، کاپا و لاندا کاراگینان می باشد. جدول 9 نشان دهنده خصوصیات انواع مختلف صمغ کاراگینان می باشد. جدول 9- مقایسه خصوصیات مختلف صمغهای کاراگینان   کاراگینان باعث افزایش ویسکوزیته (رفتار سودوپلاستی ) محلول های آبی گشته و در غلظت 5/0 تا 1 درصد باعث تشکیل ژل بدون نیاز به یخچال می گردد.. زمانی که کاراگینان به شیر و دسر های شیری اضافه می شود همان تاثیر محیط های آبی را داشته بعلاوه این که با واکنشی را با پروتدین های شیر می دهد باعث پایداری سیستم کلوئیدی میگردد. بنابراین زمانی که به بستنی اضافه می شود از طریق تشکیل شبکه پایدارمانع از جدایی اجزای بستنی گشته و با قدرت ژلی مناسبی که دارد باعث پایداری ذرات کاکائو و چربی در شیرکاکائو می گردد. شکل 6- مقايسه جزء ويسكوزدر بين صمغ‌ها در دماي 4 درجه و غلظت %5/     شکل 7- مقايسه جزء الاستيك در بين صمغ‌ها افزايش واقعي در مقدار    tan∂  براي اكثر صمغ‌ها در غلظت %5/0 در محدوده سرعت برشي بيشتر از 10s-1 ملاحظه شد، كه بيانگر تغيير فاز از ناحيه ويسكو الاستيك به منطقه ويسكوز است.بطور كلي با افزايش غلظت tan ∂ كاهش ميابد.( شکل8) شکل8- تغییرات Tg دلتا با افزایش نرخ برشی برهم كنش بين كاپاكاراگينان، پروتئينهاي شير و نشاسته اصلاح شده در  دسرهاي فرآورده‌هاي لبني : دردسرهاي فرآورده‌هاي لبني از هيدوركلوئيدها به طور مشخص از نشاسته و كاراگينان استفاده مي‌شود. نشاسته به عنوان بدنه (body) و احساس دهاني (mouth feel) فرآورده به حساب مي‌آيد در حاليكه كاراگينان بافت مطلوب را ايجاد مي‌كند كه بسته به نوع غلظت كاراگينان دارد. در فرآورده‌هاي دسرهاي لبني ژلاسيون كاراگينان به طور مؤثري تحت تأثير حضور پروتئيهاي شير  و نشاسته قرار مي‌گيرد. يك بر هم كنش بين ملكولهاي كاپاكاراگينان و پروتئين‌هاي شير در فرآورده‌هاي دسرهاي لبني وجود دارد. نظر به اين بر هم كنش پروتئينهاي شير در تشكيل شبكه ژلي كاراگينان شركت مي‌كنند و از اين نظر در ويژگي‌هاي فيزيكوشيميايي  دسر شركت مي‌كنند. گرانولهاي نشاسته بطور  مهمي بر رفتار رئولوژيكي دسرها تأثير مي‌گذارد                 شکل9- تاثیر نسبت های مختلف نشاسته به پودر شیر بدون چربی بر مدول پیچیده در غلظت های مختلف کاپا کاراگینان   افزايش غلظت كاراگينان منجر به افزايش مقادير *G در هر نسبتي از نشاسته و SMP (پودر شير چرخ) مي‌شودجايگزيني SMP توسط نشاسته باعث افزايش *G مي‌شود كه اين افزايش در غلظت‌هاي بالاتر كاراگينان بيشتر قابل مشاهده مي‌باشد از آنجايي كه با افزايش نسبت نشاسته به SMP ميزان *G هم افزايش مي‌يابد ثابت مي‌شود كه شركت نشاسته در *Gنسبت به SMP بيشتر است قدرت ژلي: افزايش غلظت كاراگينان منجر به افزايش بيشتر قدرت ژلي مي‌شود كه عنوان مي‌شود كه كاراگينان  براي تشكيل شبكه مداوم لازم و ضروري است.همچنين جايگزيني SMP توسط نشاسته منجر به كاهش قدرت ژلي مي‌شود.   شکل10- تاثیر نسبت های مختلف نشاسته به پودر شیر بدون چربی بر قدرت ژلی در غلظت های مختلف کاپا کاراگینان   :سينرزيس كاهش غلظت كاراگينان باعث افزايش بيشتر ميزان سينرزيس مي‌شود و اين افزايش در غلظت‌هاي پايين بيشتر قابل نمايان شدن مي‌باشد. شکل11- تاثیر نسبت های مختلف نشاسته به پودر شیر بدون چربی بر سینرژیس در غلظت های مختلف کاپا کاراگینان مخلوط های بستنی که حاوی2/0 درصد سدیم آلژینات یا زانتان هستند بیشترین میزان ویسکوزیته را نشان می دهندزمانی که کاپا کاراگینان به آلزینات اضافه می شود کاپا کاراگینان با فسفات کلسیم موجود در کازئین وارد واکنش می شود  و تشکیل یک شبکه ژلی منظمی می دهد که منجر کاهش ویسکوزیته ظاهری می گردد. تفاوت افزایش وسکوزیته و تشکیل ژل به نوع برهمکنش هیدروکلوئید و آب باز می گردد چنانچه این برهمکنش به صورت نا منظم باشد ویسکوزیته افزایش می یابد چنانچه برهمکنش منظم باشد شبکه سه بعدی ژل تشکیل می شود (شکل 12)   شکل 12- اثر هیدورکلوئید ها بر وسیکوزیته ظاهری   شکل 13- اثر هیدورکلوئید ها بر افزایش حجم میزان افزایش حجم بین 70 تا 120 درصد مانع از رشد کریستالهای یخ، بهبود مقاومت به ذوب شدن و بهبود پایداری کف در شرایط انبار داری می گردد. مطابق با شکل 13 نمونه ها با سدیم آلژینات و زانتانبیشترین میزان افزایش حجم با هوادهی را نشان داده اند که به ساختار سفت احاطه کننده گلوبول های هوا باز می گردد حضور کاپا کاراگینان باعث افزایش هوادهی می شود که به دلیل ایجاد پیوند های غرضی با کازئین است. (کاپا کاراگینان در تشکیل ژل دخالت دارد که ساختار مستحکم تر ودر نتیجه قدرت حفظ هوا بیشتر است.)           شکل 14- اثر هیدورکلوئید ها بر افزایش سختی به طور کلی هیدرو کلوئیدها به دلیل خاصیت جذب و حفظ آب و افزایش غلظت فاز یخ نزده مانع از کریستالیزاسیون مجدد یخ گشته و در نتیحه هم به طور کلی سختی بستنی را کاهش می دهند و مانع از کریستالیزاسیون مجدد یخ و فزایش سختی در طی نگهداری می گردند. در میا هیدروکلوئید های مختلف آلژینات سدیم نسبت به سایرین خاصیت خود را در طی انبار داری بیشتر حفظ می کند. در رابطه با رفتار ذوب بستنی در حضور هیدروکلوئیدها می توان گفت که هیدرو کلوئید ها از یک سو باعث افزایش ویسکوزیته سرم می شوند در نتیجه توزیع ماده در این محیط و خروج آن سخت تر خواهد بود از طرف دیگر با افزایش میزان هوادهی ضریب انتقال حرارت را کاهش می دهند که باعث کاهش سرعت ذوب شدن می گردند. در طول نگهداری شدت رنگ محصول افزایش می یابد به دو دلیل 1- خشک شدن سطحی 2- افزایش غلظت در بخش فریز نشده که باعث تغییر رنگ از زردی به سفیدی می شود. اثر روی طعم تغییر در فاز سرمی و افزایش ویسکوزیته و افزایش اندازه کریستال های یخ نقش اساسی در خصوصیات طعمی محصول دارد . هرچه کریستال های یخ درشت تر باشد باعث بی حس شدن زبان می گردد و دریافت طعم را در زمان طولانی تری صورت می گیرد علاوه بر زبان نوع هیدروکلوئید ها نیز بر دریافت طعم تاثیر دارند زانتان و آلژینات رفنار سودوپلاستی بیشتری داشته درز نتیجه باعث افزایش درک طعم وانیلی می شود. ثعلب آردی است که از ساییدن سیبک‌های خشک گونه‌های مختلف گیاه ارکیده  به‌دست می‌آید. ریشه و یا غده ارکیده در داخل شیر و یا دوغ جوشانده می شود تا فعالیت آنزیمی آن متوقف گردد  و محتوای مواد محلول در آب آن کاهش یابد سپس این محصول  به صورت پودر زرد رنگی خشک می شود. مهم ترین اجزاء تشکیل دهنده صعلب گلوکومانان  16 تا 55 درصد، نشاسته 2.7 درصد، رطوبت 12 درصد  و خاکستر 2.4 درصد است. محلول شیری یا آبی ثعلب رفتار سودو پلاستی دارد. با توجه به جدول9 با افزایش غلظت ثعلب باعث تغییر رفتار از حالت تقریبا نیوتنی به حالت غیر نیوتنی می گردد. از طرف دیگر افزایش دما باعث افزایش اندیس جریان می گردد یعنی در یک غلظت مشخص با افزایش دما رفتار ماده تا حدی به سمت رفتار های نیوتنی پیش می رود.   ضریب همبستگی که نشان دهنده ماهیت ویسکوز مواد می باشد با افزایش دما کاهش  و با افزایش غلظت افزایش می یابد. امولسیفایر امولسیفایر ها خواص کاربردی مهمی دارند مثلا باعث کاهش زمان هوادهی می شوند، کنترل میزان ناپایداری چربی، بهبود نرمی بافت، افزایش مقاوت به ذوب شدن و افزایش خشکی محصول می شود. در این بین درجه ناپایداری گلوبول های چربی در ایجاد پیکره مناسب بستنی ضروری می باشد. متداول ترین امولسیفایر هایی که در بستنی استفاده می شود شامل لستین، مونو و دی ساکارید اسید های چرب و پلی سوربات ها می باشد.که معمولا در غلظت 03/0 تا 2/0 درصد ممکن است استفاده شود. از آنجایی که بستنی یک سیال غیر نیوتنی است میزان ویسکوزیته آن چه بدون امولسیفایر و چه با حضور امولسیفایر با افزایش دما و افزایش سرعت برشی کاهش می یابد. و معمولا رفتار آن را با قانون پاورلا بررسی می نمایند. استفاده از امولسیفایر باعث توضیع بهتر ذرات چربی و  ایجاد مولکول های کوچک تر و پایدارتر هوا می شود و در نهایت بافت نرم تری ایجاد می نماید. با استفاده از امولسیفایر میزان هوادهی افزایش می یابد که به دو دلیل مطلوب است 1- بر روی کیفیت و بازده نهایی تاثیر می گذارد. 2- یک حد مشخصی از هوادهی برای تطابق با استاندار ضروری است. استفاده از اولسیفایر باعث کاهش سرعت ذوب شدن بسنتی می گردد که دلیل آن تاثیری است که امولسیفایر برافزایش هوادی محصول دارد زیرا هوادهی باعث کاهش ضریب انتقال حرارت می شود. اضافه کردن امولسیفایر باعث افزایش خاصیت خامه ای می گردد. اندازه کریستال های یخ رشد کریستال های یخ را می توان با اصلاح خاصیت ویسکوالاستیک بخش یخ نزده کنترل نمود با افزایش ویسکوزیته در فاز یخ نزده یک شبکه سه بعدی اطراف کریستال های یخ را احاطه می کند که مانع از رشد آنها می گردد برای افزایش استحکام این شبکه می توان از پروتئین های شیر استفاده نمود. معمولی ترین ماده ای که برای کنترل کریستال های یخ استفاده می شودپایدار کننده ها هستند که در مورد آنها معمولا یک حد بحرانی تعریف می شود به این معنی که افزایش غلظت یک پایدار کننده تا یک حدی باعث افزایش ویسکوزیته می گردد اما از غلظت خاصی به بعد میزان ویسکوزیته کاهش می یابد در رابطه با اثر هیدروکلوئیدها بر جلوگیری از کریستالیزاسیون مجدد نیز یک حد بحرانی وجود دارد تا زمانی که زیر این حد بحرانی باشیم پایدار کننده به طور ضعیفی روی سطح کریستال ها جذب شده و مانع از گسترش آنها می گردند و اما در بالای این حد بحرانی حلالیت پایدارکننده با تاثیر انجماد کاهش می یابد در نتیجه افزایش غلظت تاثیری روی کریستالیزاسیون مجدد ندارد. (شکل 13)             شکل 13- اثر افزایش غلظت پایدار کننده در بر کریستالیزاسیون مجدد. نوع فریز نوع فریزی که برای انجاد بستنی مورد استفاده قرار می گیرد نیز بر خصوصیات محصول تاثیر گذار است . در روش تولید متداول که از فریزهای سطح تراش استفاده می کنند که هوانیز از طریق جابجایی تغیه ها در بستنی توزیع می یابند. در دمای 5- درجه سانتی گراد میزان آب یخ زده حدود 40 تا 50 درصد می باشد باقی مانده آب در تونل با دمای 40- به مدت زمان 1 تا 3 ساعت  و سپس در انبار 25 تا 30 درجه سانتی گراد منجمد می گردد. در فرایند های نسبتا جدید تر اکستروژن با دمای پایین بستنی به صورت پیوسته در دمای 12- تا18- تولید می گردد. زمانی که دما از 5- به 15- کاهش می یابد ویسکوزیته 22 تا 3 برابر می گردد نیروی شیر بالا و دمای پایین باعث تشکیل ساختار بستنی می گردد. در این روش میزان اندازه کریستال های یخ کاهش می یابدو تعداد حباب های هوا افزایش می یابد و خصوصیات حسی مانند پیوستگی، ذوب شدن، سرد شدن و غالب زدن بهبود می یابد.همزمان با افزایش دمای فراوری میزان ویسکوزیته بستنی افزایش و اندازه حباب هوا کاهش می یابد. شکل 14- تراکم حجمی کریستا های یخ و اندازه حباب های هوا را در دو نوع فریزمقایسه می نماید همان طور که در شکل 14 مشاهده می نمایید در فریزراکسترودری اندازه کریستال های یخ و حباب های هوا کوچک تر از نوع متداول می باشد. در حضور هوا ناپایداری گلوبول های چربی که پدیده ای مطلوب است بیشتر اتفاق می افتند بنابراین در فیرزی اکسترودری هوادهی بیشتر در نتیجه ناپایداری گلوبول های چربی بیشتر رخ می دهد. علاوه بر این نیروی شیر بالای این نوع فریزر ها روی غشا گویچه های چربی تاثیر گذاشته و تجمع آنها بیشتر صورت می گیرد. زمانی که حداکثر مقدار آب در بستنی منجمد شد بیشترین میزان مدول نگهداری یا انبارداری به دلیل حداکثر میزان ماده جامد بدست می آید. مدول لاس یا جنبه ویسکوز با کاهش دما که منجر به افزایش جزء یخ  و ویسکوزیته می گردد افزایش می یابد.و در بنابر این قابلیت جریان یافتن محصول کاهش می یابد. با افزایش دما جزء یخ و سفتی بستنی کاهش می یابد و مدول انبار داری و یا مربوط به جزء الاستیک در هر دو نوع فریزر کاهش می یابد . مدول الاستیک فریزر LTE از نوع متداول آن کمتر می باشد که به دلیل تفاوت در ساختار بستنی می باشد.  رفتار مشابهی در مدول ویسکوز نیز مشاهده شده است زمانی که دمای بستنی از 15- تا 5- افزایش می یابد مدول ویسکوز کاهش می یابد مشابه مدول الاستیک، مدول ویسکوز نیز در فریزر های LTE کمتر از نوع عادی آن می باشد. و این رفتار نشان می دهد که جریان یافتن بستنی اکسترودری در محدوده دمای 5- تا15- کاهش می یابد. تغییرات مدول الاستیک و ویسکوز را در رابطه با افزایش دما در بستنی شکل 15- تغییرات مدول الاستیک و ویسکوز را در رابطه با افزایش دما در بستنی نشان می دهد در ناحیه اول محدوده دمایی بین 20- تا10- با افزایش دماکاهش مدول الاستیک بیشتر از مدول ویسکوز می باشد که این امر را می توان با  کاهش پیکره جامد مانند بستنی که به کاهش جزء یخ بستگی دارد توجیه نمود. مد.ل الاستیک حالت مماسی داشتهکه نشان دهنده بیشتر بودن حالت ویسکوز بستنی در این دما می باشد. از لحاظ خصوصیات حسی مدول الاستیک را در این محدوده به حالت سختی و مدول ویسکوز را به قابلیت غالب پذیری آن نسبت می دهند. ناحیه دوم محدوده دمایی بین 10- تا 0 با افزایش ذوب کریستال های یخ مدول الاستیک و ویسکوز کاهش می یابد تند بودن شیب مدول الاستیک و ویسکوز نشان دهنده سریع بودن ذوب بستنی در این دما است. همچنین تند بودن شیب الاستیک و ویسکوز نشان دهنده نشان دهنده درک سرمای بیشتر است. بالا بودن مدول افت در دمای10- نشان دهنده اتصال بیشتر کریستال های یخ به یکدیگر است. زمانی که مدول ویسکوز بالاتر باشد نشان دهنده افزایش جریان حرارت می باشد زیرا در این حال کریستال های یخ به هم پیوستگی بیشتری داشته  و از آنجایی که ضریب انتقال حرارت یخ از آب بیشتر است انتقال حرارت بهتر صورت می گیرد. ناحیه سوم: دما 0 تا 10 درجه سانتی گراد در این ناحیه مدول الاستیک و ویسکوز  بیشترین حالت مماسی را دارند تمامی یخ در این دما ذوب گشته و فقط چربی و حباب هوا تعیین کننده خصوصیات رئولوژی محصول است و نتها مدول ویسکوز مسئولخصوصیات حسی محصول است. آنالیزهای حسی نشان داد که مدول ویسکوز در دمای کمتر از 15 درجه سانتی گراد و دماهای بیشتر از یک درجه سانتی گراد مسئول ایجاد خاصیت کرمی و قالب پذیری بستنی است. از آنجائیکه مدول ویسکوز در فریزر LTEکمتر از نوع فریزرهای متداول میباشد بنابراین این دو خاصیت در فریزرهای LTEبهتر از نوع متداول میباشد. غنی کردن بستنی با فیبرهای رژیمی با توجه به اینکه افزودن فیبر به مواد غذایی میتواند اثرات سلامتی بخشی بر ای انسان داشته باشد تحقیقات زیادی در این زمینه صورت گرفته است  فیبرهای رژیمی میتوانند خصوصیات کاربردی در سیستمهای غذایی داشته باشند مثلا قابلیت اتصال به آب جانشینی چربی و تشکیل ژل جلوگیری از چسبندگی و خوشه ای شدن در سیستمهای غذایی را ایجاد می نمایند.از آنجائیکه ویسکوزیته بستنی با این قبیل محصولات افزایش میابد این امکان وجود دارد که مقدار هوای کمتری در بافت بستنی جای گیرد (شکل 16) شکل 16 اثر اضافه کردن فیبر بر خصوصیت فیزیکوشیمیایی بستنی از آجائیکه ممکن است فیبرهای رژیمی دارای ترکیباتی باشند که قادر به جذب آب هستند میتوانند تاثیری مشابه پلی ساکارید از خود نشان دهند یعنی باعث افزایش ویسکوزیته وکاهش سرعت ذوب گردند. با اضافه کردن فیبرهای رژیمی میزان سختی بستنی کاهش می یابد که تقریبا اثری مشابه هیدروکولوئیدها ازخود نشان میدهد. اضافه کردن فیبرهای خوراکی میتواند باعث بروز رفتار تیکسوتروپیک در محصول گردد به این دلی ل که فیبر در داخل شبکه تا حدی در مقابل نیروی شیر مقاومت می نماید. بطور کلی افزودن فیبر خوراکی باعث بروز رفتار سودوپلاسی در محصول میگردد. از آنجائیکه از ابتدا شکر در مخلوط وجود دارد اضافه کردن فیبرها تاثیر چندانی در نقطه انجماد ندارد، اما به هر حال اضافه کردن 2 درصد ازفیبر به بستنی بیشترین تاثیر را در کاهش نقطه انجماد دارد. بیشترین کاهش نقطه انجماد با افزایش غلظت سرم و افزایش قابلیت نگهداری آب بدست می اید از طرف دیگر کم بودن مواد نا محلول نیزباعث افت شدیدتر نقطه انجماد میگردد. بطور کلی هر چه وزن مولکولی فیبری کمتر و حلالیت آن بیشتر باشد نقطه انجماد را بیشتر کاهش میدهد. اضافه کردن فیبر منجر به افزایش دمای انتقال شیشه ای و دمای ذوب بستنی میگردد که بدلیل محدود  کردن حرکت مولکولهای آب میباشد که باعث افزایش پایداری ترمودینامیکی بستنی میگردد.
[ پنجشنبه یازدهم آبان 1391 ] [ 7:38 PM ] [ مهندسین صنایع غذایی ]
.: Weblog Themes By themzha :.

درباره وبلاگ

وبلاگ صنایع غذایی من صرفا جهت کمک به ارتقا سطح علمی و آموزشی دانش پژوهان و علاقمندان به صنعت غذا ایجاد شده و بدین منظور اطلاعاتی در مورد مراحل مختلف تولیدمحصولات غذایی را در اختیار کلیه خوانندگان قرار خواهم داد.
باتشکر
موضوعات وب
امکانات وب