کاربرد صمغ ژلان در نوشیدنی ها و مزایای آن در مقایسه با سایر هیدروکلوئیدها

بسیاری از نوشیدنی‌ها  برای حفظ یکنواختی مایع به عامل تثبیت کننده نیاز دارند.  نوشیدنی های حاوی مواد پودری مانند پودر کاکائو برای جلوگیری از ته نشین شدن زودهنگام و‌افرایش پایداری به مواد تعلیق‌ کننده نیاز دارند, نمونه دیگر نوشیدنی های بر پایه  آب میوه هستند که حاوی فیبر میوه هستند و نیاز به تثبیت کننده  دارند و گاهی نوشیدنی‌های سلامت محور که حاوی مواد اولیه‌ای مانند تخم شربتی یا تکه‌های میوه هستند نیاز به تعلیق و یا تغلیظ دارند.

هیدروکلوئیدهایی مانند صمغ عربی، زانتان، پکتین، نشاسته‌ها و کربوکسی متیل سلولز برای تثبیت نوشیدنی‌ها استفاده شده‌ یا می‌شوند، اما مصرف این هیدروکلوییدها نسبت به ژلان‌گام مقادیر بیشتری را می طلبد که قطعا می‌توانند بر طعم نوشیدنی یا احساس دهانی تأثیر بگذارند.

 گاهی اوقات چالش‌های فنی برای استفاده از این هیدروکلوئیدها در فرمولاسیون وجود دارد، برای مثال گاهی اوقات زانتان با سایر مواد اولیه مانند پروتئین ها واکنش نشان می دهد که هم بر طعم نوشیدنی تأثیر می گذارد و هم باعث ناپایداری نوشیدنی می‌شود.

ما در اینجا نگاهی به کاربرد صمغ ژلان در نوشیدنی ها می اندازیم.

ژلان   (E418)در واقع پلی ساکاریدهای خارج سلولی ترشح شده توسط یک باکتری Sphingomonas paucimobilis است که در سال 1978 توسط کمپانی سی پی کلکو  CPKelcoکشف شد.

صمغ ژلان با ایجاد ژل های مایع، خاصیت تثبیت و تعلیق کنندگی  منحصر به فرد ی  را در نوشیدنی های پروتئینی ایجاد می کند.

این صمغ را همچنین می توان به عنوان یکی از بهترین عوامل تثبیت کننده در انواع   نوشیدنی‌ها از جمله آبمیوه ها  نام برد که به عنوان یک عامل پخش‌کننده سریع برای تعلیق مواد جامد در یک محیط آبی کاربرد دارد.

معمولا میزان ژلان‌گام برای چنین نوشیدنی هایی بین 0.01٪ تا 0.15٪ است.

از ویژگی‌های کاربردی  ژلان همین موثر بودن در دوز پایین است.

دو نوع ژلان وجود دارد: آسیل بالا و آسیل پایین.

در بسیاری ازموارد ترکیبی از هر دو استفاده میشود.

میزان حضور املاح مانند کلسیم٬ سدیم و پتاسیم در کیفیت ژل تشکیل شده بسیار موثر است.

ویژگی‌های فنی ژلان:

تشکیل ژل حتی در دوز پایین

پایداری عالی (PH، گرما)

عدم واکنش با پروتئین‌ها

قدرت تعلیق بالا (سوسپانسیون)

شفافیت بالای نوشیدنی

از مزایای منحصر به فرد ژلان در دنیای هیدروکلوییدها٬ توانایی تثبیت نوشیدنی درpH پایینpH <3) ) است  که برای صنعت نوشیدنی بسیار کارآمد است.

صمغ ژلان هیدراسیون و حلالیت بالایی دارد٬ در نتیجه استفاده دربیشتر خطوط تولید نوشیدنی های آبمیوه ای بدون اضافه کردن مرحله خاصی (special mixing)  امکانپذیر است.

 در این دسته از نوشیدنی ها٬ ترکیبی از ٰژلان و پکتین به طور خاص کارکرد موثری دارد.

مخلوط پکتین وژلان (با رعایت نسبتها)  به آبمیوه قبل از پاستوریزاسیون اضافه میشه و به سادگی همزمان با حرارت دادن مایع در دمای ۸۵ سانتیگراد به مدت ۳۰ ثانیه٬ هیدراسیون کامل انجام میشود.

برای به دست آوردن مطلوب ترین پایداری درنوشیدنی های آبمیوه ای (جلوگیری از ته نشینی فیبرها و ذرات میوه) و کمترین تغییر در حس دهانی مخلوط پکتین و ژلان با آسیل بالا٬ در دوز ۰.۲۵٪  تا  ۰.۳۰٪  استفاده می شود.

نوشیدنیهایی با  pHخنثی مثل شیرشکلاتی یا شیر قهوه بیشتر توسط توسط کاراگینان تثبیت می شوند چرا که این هیدروکلویید تعامل سینرژیک با پروتین کازیین شیر دارد اما وقتی که میزان شیر کم باشد یا شیرخشک هایی با کیفیت پایین تر در فرمولاسیون وجود دارند٬ ترکیب ژلان بسیار کارآمد خواهد بود.

وابستگی کم ژلان به غلظت کازئین برای تشکیل شبکه ژل از دیگر مزایای این صمغ است.

بیشتر ژلان های آسیل بالا موجود در بازار٬ در خاصیت تشکیل ژل خود٬ استاندارد شده اند اما با این وجود استفاده از نوع مناسب ژلان در نوشیدنیهای شیری بسیار اهمیت دارد تا از تشکیل طعم های جانبی در طول عمر این محصولات جلوگیری شود.

ویژگی‌های طعمی ژلان‌: Sensory Attributes

نوشیدنی‌های حاوی ژلان دارای ویژگی‌های منحصر به ‌فردی در دهان و همین‌طور نقش مهمی در آزادسازی طعم داراهستند که عامل تمایز با نوشیدنی‌های تهیه‌شده با هیدروکلوئیدهای غیرژل‌کننده مانند کربوکسی متیل سلولز، صمغ زانتان و آلژینات‌های پلی اتیلن گلیکول است.  چنین هیدروکلوئیدهای غیر ژله‌ای تغلیظ‌ کننده‌ای هستند که بیشتر از ماتریکس ژل ژلان در دهان باقی می‌مانند و در نتیجه می‌توانند تاثیر نامطلوبی در طعم ایجاد کنند.

ژلان و فرآیندهای تولید نوشیدنی‌ها:

استفاده از ژلان‌گام در فرآیند خنک سازی برشی:

نوشیدنی های تولید شده توسط خنک کننده برشی، ژل های سیال با ویسکوزیته کم و خاصیت تعلیق عالی هستند. که  قبل از مصرف نیازی به تکان دادن ندارند مثل شیر کاکائو.

در این روش فرآیند مایع همگن در حین هموژنیزه، پاستوریزه شدن و خنک شدن تشکیل می شود.  به عنوان مثال، شیر شکلات با کاراگینان تحت دمای بالا، پاستوریزاسیون کوتاه مدت فرایند می شود و سپس برشی خنک می شود.

در طول خنک شدن، یک ماتریکس ژل تشکیل می شود.  برش همزمان در واقع این ژل را می شکند.  در پایان عملیات برشی و خنک‌‌سازی، محصول به‌دست‌آمده یک محصول سرد شده و بدون ژل است.

روش معمول در خنک سازی برشی یک نوشیدنی حاوی ژلان‌گام بدین ترتیب است:

مخلوط کردن مواد اولیه خشک مثل شکر، رنگ ها، فرآورده های شیر خشک، سیترات سدیم، تری پلی فسفات سدیم، هگزا متافسفات سدیم، EDTA، تری سدیم پلی فسفات، و ژلان‌گام،

پراکندگی و حل‌کردن آنها با هم زدن خوب در مواد اولیه مایع، به عنوان مثال آب یا شیر سرد

پراکندگی حاصل بسته به نوع و مقدار مواد، حدود 5-15 دقیقه حرارت داده می شود تا مواد اولیه به خوبی مخلوط شدند هیدراسیون ژلان کامل شود.  سپس این مخلوط در مدت زمانی بین 5 تا 15 دقیقه با هم زدن خنک می شود.  گرمایش و سرمایش سریع را می توان با استفاده از مبدل های حرارتی صفحه ای انجام داد.

استفاده از ژلان‌گام در فرآیند پر کردن گرم:

قبل از مصرف، نوشیدنی های ژلی که با فرآیند پرشدن گرم تولید می‌شوند، باید تکان داده شوند.

این تکان دادن به شکستن ژل تشکیل شده پس از سرد شدن کمک می‌کند.

 پر کردن گرم روشی است که در آن مواد اولیه قبل از سرد شدن مخلوط و هیدراته می شوند و در بطری با دمای بالاتر از نقطه ژل نوشیدنی پر می شوند.  هنگامی که محصول پر شده خنک می شود، یک شبکه ژل تشکیل می شود.

 روش پر کردن گرم یک نوشیدنی حاوی ژلان، شامل مخلوط کردن مواد اولیه خشک شامل ژلان و مخلوط کردن و پراکندگی آنها با هم زدن خوب در مواد اولیه مایع.

 سپس این مخلوط ، بسته به نوع و مقدار مواد، حدود ۵ تا ۱۵ دقیقه حرارت داده می شود تا اختلاط را افزایش داده و هیدراسیون ژلان کامل شود.  نوشیدنی قبل از خنک شدن پر می شود.

و‌پس از خنک شدن، یک شبکه ژل تشکیل می شود.

هر دو نوع ژلان را  میتوان به طور مستقیم در مایع (شیر) حل کرد و با  حرارت معمول در فرآوری٬ به شبکه تشکیل ژل  رسید.

صمغ ژلان سازگاری خوبی با پروتئین های شیر و گیاهی دارد و با ایجاد ژل های مایع، خاصیت تثبیت و تعلیق منحصر به فرد را در نوشیدنی های پروتئینی ارائه می دهد.

منابع:

Food Stabilisers, Thickeners and Gelling Agents

Editor(s):Alan Imeson

First published:21 October 2009

Print ISBN:9781405132671 |Online ISBN:9781444314724 |DOI:10.1002/9781444314724

https://www.cpkelco.com/products/gellan-gum

https://www.cinogel.com/p/gellan-gum-in-foods.html