مقاله جنبه‎های کاری و تغذیه‏‎ای هیدروکلوئیدها در مواد غذایی

 

عنوان انگلیسی مقاله:  The functional and nutritional aspects of hydrocolloids in foods

سال انتشار: ۲۰۱۶

مجله: Food Hydrocolloids

لینک به مقاله در سایت مرجع

عناوین مورد بحث در مقاله

2. طبقه‎بندی و ارزیابی‎ تجاری هیدروکلوئیدها
3. ویژگی‎های کاری هیدروکلوئیدها در مواد غذایی فرآوری شده
1.3. ویژگی غلیظ‎کنندگی
2.3. ژل شدن
3.3. فعالیت سطحی و ویژگی امولسیون‎سازی
4.3. جانشین‎ها و جایگزین‎های چربی
5.3. کپسوله‎سازی
6.3. بیوپلاستیک‎ها در بسته‎بندی مواد غذایی
7.3. چسبندگی
4. مزایای تغذیه‎ای هیدروکلوئیدها
1.4. بهبود یبوست
2.4. اثر پرِبیوتیک
3.4. اثرات کاهنده قند خون و احتیاط در برابر دیابت
4.4. پیشگیری از سرطان

چکیده

هیدروکلوئیدها در زمره متداولترین مواد سازنده مورد استفاده در صنایع غذایی محسوب می‎شوند. آنها به‎عنوان غلیظ‎کننده‎ها، ژل‏‎کننده‎ها، امولسیفایرها، پایدارکننده‎ها، جایگزین‎های چربی، شفاف‎کننده‎ها، عوامل لخته‏‎ساز، ابری‎کننده و به‎عنوان عوامل زدن نقش داشته؛ و افزون بر این، کاربردهایی در زمینه‎ فیلم‎های خوراکی، کپسوله‎سازی طعم‎ها و مهار کریستالیزاسیون دارا هستند. در حال حاضر در کنار این‎ نقش‎ها، کاربردهای رو به گسترش بسیاری برای هیدروکلوئیدها در حوزه سلامت در حال شکل‎گیری است: در میان بسیاری از کاربردهای دیگر، هیدروکلوئیدها تامین‎کننده فیبر رژیمی کم کالری هستند. این مقاله بر روندها و پیشرفت در شناسایی هیدروکلوئیدها با هدف تناسب تقاضاها برای محصولات غذایی مختلف تمرکز داشته و توصیف جامعی از کاربردهای آنها را در صنایع غذایی به‎عنوان مواد سازنده، افزودنی‎های غذایی و ارتقادهنده‎های سلامتی به‎دست می‎دهد. از آنجایی‏‎که مصرف هیدروکلوئیدها در بسیاری از زمینه‎ها رو به افزایش است، لذا این بازبینی، که هر دو جنبه کاری و تغذیه‎ای هیدروکلوئیدها را در بر می‎گیرد، امری به‎موقع و درخور توجه است.

واژگان کلیدی: هیدروکلوئید، صمغ، ماده غذایی، نقش، تغذیه، فیزیولوژی.

مقدمه

نیاز مصرف‎کنندگان به غذاهای دارای بافت، مزه و دیگر ویژگی‎های حسی بهتر همواره احساس می‎شود. در حال حاضر تقاضای رو به رشدی توسط مصرف‎کنندگانِ آگاه از سلامت برای محصولات غذایی سالم و طبیعی وجود داشته و این یکی از فاکتورهای محرکی است که به توسعه بازار هیدروکلوئیدها کمک می‎نماید. طبق “گزارش جهانی بازار هیدروکلوئید، ۲۰۱۸” که در سال ۲۰۱۳ منتشر گردید پیش‎بینی شده که بازار جهانی این محصولات تا سال ۲۰۱۸ به رقم ۷ بیلیون دلار رسیده و در این بین، آمریکای شمالی بزرگترین مصرف‎کننده هیدروکلوئیدهای غذایی خواهد بود. گزارش دیگری توسط MicroMarket Monitor نشان داد که بازار هیدروکلوئیدهای غذایی و نوشیدنی در آمریکای شمالی برآورد شده که با رشد سالانه %۴/۷ (از ۲۰۱۳ تا ۲۰۱۸)، از حدود ۲۰۴۹/۳ میلیون دلار در سال ۲۰۱۳ به رقم ۲۵۸۳/۴ میلیون دلار تا سال ۲۰۱۸ افزایش  یابد (http://www.prweb.com/releases/food-beverage/market/prweb12136859.htm). و آخرین گزارش سال ۲۰۱۴ با عنوان “بازار هیدروکلوئید- روند و پیش‎بینی جهانی تا ۲۰۱۹” نشان داد که برآورد این بازار تا سال ۲۰۱۹ ارزشی به مبلغ ۷۹۱۱/۱ میلیون دلار خواهد بود.

هیدروکلوئیدها گروه متنوعی از پلیمرهای بلند زنجیر هستند که به‎راحتی در آب پراکنده شده، به‎‏طور کامل یا نسبی قابل حل بوده و مستعد تورم در آب می‎باشند. آنها ویژگی‎های فیزیکی یک محلول را با تشکیل ژل، یا غلیظ‎سازی‏، امولسیون نمودن، پوشش‎دهی، و پایدارسازی تغییر می‎دهند (Williams & Phillips, 2000). حضور بسیاری از گروه‎های هیدروکسیل به‏‎طور واضح تمایل آنها را برای پیوند با آب افزایش داده و به آنها خاصیت “هیدروفیلیک” یا آب‎دوستی می‎بخشد. به‎علاوه، هیدروکلوئیدها یک دیسپرسیون، که حد واسط بین یک محلول حقیقی و سوسپانسیون است، ایجاد نموده و خصوصیات یک “کلوئید” را نمایش می‎دهند. از این‏‎رو آنها را به‎درستی “هیدروکلوئیدها” می‎نامند (Saha & Bhattacharya, 2010). هیدروکلوئیدها به‎لحاظ ساختاری یک گروه متنوع از پلی‎ساکاریدهایِ کاملا محلول یا نسبتا محلول را تشکیل می‎دهند. پروتئین ژلاتین، به‎ استناد خاصیت بسیار خوبِ آب‎دوستی و چند پراکنشی خود، به‎عنوان یک عضو استثنا از این کلوب پلی‎ساکاریدی پذیرفته شده است (Dickinson, 2003). دیگر پروتئین‎های غذایی نظیر پروتئین‎های آب‎پنیر، به‎رغم بروز رفتار بهم‎آمیختگی و ژل شدن که تا حدی با چنین رفتار در پلی‎ساکاریدها همپوشانی دارد، به‎طور رایج در گروه هیدروکلوئیدها قرار نمی‎گیرند. با این حال، بعضی از متخصصین هیدروکلوئید، پروتئین‎های آب‎پنیر را نیز در زمره هیدروکلوئیدها جای می‎دهند.

کلوئیدهای غذایی با نقش کابردی خود در محصولاتی همچون سس‎ها، چاشنی‎ها، ماست، مایونز و بستنی‎ها می‎توانند بخش مهمی از رژیم غذایی روزانه ما را آشکار نمایند. در این سیستم‎های کلوئیدی، هیدروکلوئیدها آرایش برجسته‎ای از ویژگی‎های کاری را دارا هستند. و به‎عنوان غلیظ‎کننده‎ها، ژل کننده‎ها، عوامل کف‎زا، پوشش‎های خوراکی، امولسیفایرها، پایدارکننده‎ها و غیره نقش ایفا می‎کنند. دلیل اصلی کابرد وسیع هیدروکلوئیدها در صنعت غذا توانایی آنها برای پیوند با آب و تعدیل خصوصیات عناصر سازنده ماده غذایی است. تعدیل ویژگی‎های رئولوژیکی، موثر در تعدیل خصوصیات حسی ماده غذایی است (Valdez, 2012). از این‎رو هیدروکلوئیدها به‎‎حد بسیار زیادی به‎عنوان افزودنی‎های غذایی مهم مورد استفاده قرار می‎گیرند. به‎واقع با نگاهی گذرا به کتاب افزودنی‎های غذایی، دامنه وسیعی از هیدروکلوئیدهای فهرست شده برای مصارف غذایی را خواهید یافت (Smith & Hong-Shum, 2003). مثال‎هایی از این دست، در میان دیگر موارد، شامل: اسید آلژینیک (E400)، آلژینات سدیم (E401)، آگار (E406)، کاراگینان (E407)، صمغ لوبیای لوکاست (E410)، صمغ گوآر (E412)، صمغ کتیرا (E413)، صمغ عربی (E414)، صمغ زانتان (E415)، صمغ کارایا (E416)، صمغ تارا (E417)، صمغ ژلان (E418) و گلوکومانان (E425) است (Branen, Davidson, Salminen, & Thorngate, 2002). اعداد E کدهایی تعریفی برای افزودنی‎های غذایی بوده و معمولا روی لیبل‎های مواد غذایی در سراسر اتحادیه اروپا یافت می‎شوند. این طرحِ شماره‎گذاری از طرح مربوط به سیستم شماره‎گذاری بین‎المللی (INS) که توسط کمیته کدکسِ مواد غذایی وضع گردیده پیروی می‎کند. تنها یک زیرمجموعه از افزودنی‎های INS برای استفاده در اتحادیه اروپا تصویب گردیده و آن، علامت پیشوند ‘E’ است که مخفف اروپا است.

علاوه بر ویژگی‎های کاری، هیدروکلوئیدها سیمای جذابی را نیز خصوصا با توجه به جنبه فیبر رژیمی خود به‎دست آورده‎اند (Brownlee, 2011; Chawla & Patil, 2010). طبق آخرین نسخه مصوب کمیسیون کدکس مواد غذایی از تعریف فیبر رژیمی (ALINORM 09/32/A)، بیشتر هیدروکلوئیدهای غذایی می‎توانند به‎عنوان فیبرهای رژیمی در نظر گرفته شوند. فیبر رژیمی که به‎‏عنوان یک ماده تشکیل‎دهنده مهم در رژیم غذایی سالم شناخته می‎شود، برای یک بخش از رژیم غذایی روزانه بسیار توصیه می‎گردد. شورای تحقیقات ملی آمریکا، مصرف بیش از ۲۵ گرم فیبر در روز را برای بزرگسالان توصیه می‎نماید. اثرات سلامتی‎بخشِ بسیاری در ارتباط با مصرف هیدروکلوئیدهای غذایی وجود داشته که شامل کنترل وزن، تنظیم ایمنی، سلامت کلون، پیشگیری از بیماری‎های قلبی- عروقی، و کنترل قند خون و انسولین در دیابت نوع ۲ می‎باشد (Dettmar, Strugala, & Richardson, 2011; Fiszman & Varela, 2013; Gidley, 2013; Lindstr€om, Holst, Hellstrand, Öste, & Andersson, 2012; Mudgil & Barak, 2013; Yang et al., 2011). هیدروکلوئیدها ویسکوزیته (مقاومت در برابر جریان) ایجاد نموده و در توسعه مواد غذاییِ دارای ظرفیت سیرکنندگیِ (رفع اشتها) بالا نقش ایفا می‎کنند. اثر سیرکنندگیِ هیدروکلوئیدها به کند نمودن اثر فعالیت آنزیم و/یا به به‎تاخیرانداختن تخلیه معده مربوط می‎شود (Morell, Fiszman, Varela, & Hernando, 2014). تعدادی از مطالعات نشان داد که مصرف برخی از هیدروکلوئیدهای خاص می‎تواند ترکیب فلور باکتریایی روده را، با ارتقاء باکتری‎های خوبی نظیر بیفیدو و لاکتوباسیلوس، تنظیم نماید، و این ممکن است منجر به یک فعالیت تخمیریِ افزایشی و نیز تولید اسید چرب کوتاه زنجیر گردد (Viebke, Al-Assaf, & Phillips, 2014). اسیدهای چرب کوتاه زنجیر اثرات بیولوژیکی قابل توجهی از قبیل تنظیم تکثیر سلولی، آپوپتوزیس (مرگ سلولی) و آنژیوژنز (رگ‎زایی) دارا هستند. اسفرزه و بتاگلوکان، که هر دو هیدروکلوئیدهای محلولِ ویسکوز می‎باشند، به‎لحاظ بالینی ثابت شده که پایین‎آورنده کلسترل سرمی بوده و این سبب گردیده تا اداره مواد غذایی و دارویی آمریکا (FDA) این دو هیدروکلوئید را در کاهش خطر بیماری‎های قلبی عروقی به‎رسمیت بشناسد (Feinglos, Gibb, Ramsey, Surwit, & McRorie, 2013). لازم به ذکر است که اثرات فیزیولوژیکیِ مثبت هیدروکلوئیدها و از این‎رو مزایای سلامتی‎بخش بالقوه آنها نیازمند مطالعه بیشتر و تایید اعتبار با آزمایشات بالینیِ بیشتر است. جدای از این، چنین تصور نمی‎شود که هر هیدروکلوئیدِ خاصی، تمامی اثرات سلامتی‎بخشِ توصیف شده در بالا را دارا خواهد بود.

هیدروکلوئیدها به‎واقع طی صدها سال توسط بشر به‎طور گسترده‎ای از هر دو منظر کاربردی و تغذیه‎ای مورد مطالعه قرار گرفته‎اند. مطالب زیادی برای آگاهی از نقش هیدروکلوئیدها و کیفیت محصول نهایی وجود دارد، و این کاملا واضح است که کیفیت محصول به تعادل برهمکنش‎های میان انواع مختلف مواد سازنده از جمله هیدروکلوئیدها بستگی دارد. امروزه تکنیک‎های گوناگونی برای ارزیابی سهم تحقیقات مولکول‎های واحد، و برهمکنش‎هایِ در سطوح مولکولی و سوپرمولکولی، تا سیستم‎های جداشده فازی و شبکه‎های ژلی وجود دارد. با این حال، با توجه به کمبود در ابداع فنونِ جدید درباره چگونگی طراحی بهتر ساختارهای کلوئیدی و برهمکنش‌‎های آنها، برای بهره‎برداری کامل از این منبع عظیم همچنان در ابتدای راه هستیم. به‎علاوه، هنوز برای ما همه اثرات فیزیولوژیکیِ تمامی هیدروکلوئیدها واضح و روشن نیست. بنابراین، ما همچنان نیازمند تلاش برای رسیدن به ته جاده هیدروکلوئیدها هستیم.

تاکنون، هیچ‎گونه مقاله مروری که به بحث جامعی درباره ویژگی‎های کاری و همچنین ارزش‎های تغذیه‎ای تمامی هیدروکلوئیدهای غذایی بپردازد، وجود ندارد. با این حال، ابدا ممکن نیست که در این مقاله کوتاه نیز همه جوانب کاری و تغذیه‎ای هیدروکلوئیدها مورد بررسی قرار گیرد. این مقاله به ارائه ویژگی‎های اساسی هیدروکلوئیدها پرداخته و به‎طور خاصی موارد کاربرد آنها را در مواد غذایی گوناگون مورد تاکید قرار می‎دهد.

فایل ترجمه این مقاله، با پرداخت آنلاین هزینه از طریق گزینه خرید در زیر قابل دریافت می‎باشد.
فرمت ترجمه مقاله: PDF
تعداد صفحات ترجمه: ۵۲ صفحه
هزینه فایل ترجمه: ۸۰/۰۰۰ تومان