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.