مقاله استفاده از پوششهاي بيوپليمري به عنوان راهي به منظور افزايش عمر ماندگاري آجيل ها

[Mahdi Eng 22940]

استفاده از پوششهاي بيوپليمري به عنوان راهي به منظور افزايش عمر ماندگاري آجيل ها

 

امين رنگ ريز (کارشناس ارشد علوم و صنايع غذايي)

چکيده

آلودگي توسط پلاستيک‌هاي سنتزي بخش عمده‌اي از آلودگي محيط زيست در کشورهاي صنعتي و همچنين در کشورهاي رو به رشد مانند ايران را تشکيل مي‌دهد. نگراني از آلودگي‌هاي محيط زيست توسط پليمرهاي سنتزي ، پژوهشگران را به تحقيق بر روي امکان استفاده از پليمرهاي طبيعي زيست تخريب پذير در توليد مواد بسته بندي واداشته است. آجيل‌ها ، بادام زميني ودانه‌هاي روغني از جمله مواد غذايي هستند که مي توانند در اشکال مختلف و به صورت محصولات متنوع مورد استفاده قرار گيرند.انواع رايج فساد آجيل ها عبارتند از : اکسيداسيون چربي ( که منجر به تند‌شدگي و بياتي مي‌شود)، مرطوب شدن در اثر جذب رطوبت و کاهش عطر و طعم در اثر رطوبت و اکسيژن. همچنين احتمال بروز فساد ميکروبي نيز وجود دارد.شرايط انبارداري، افزودن آنتي اکسيدان‌ها و بسته بندي مناسب از جمله مواردي مي باشند که تاثير بسيار زيادي بر روي ماندگاري آجيل‌ها دارند.مزاياي استفاده از پوشش‌هاي خوراکي براي آجيل‌ها شامل: بازدارندگي نسبت به اکسيژن و عطر و طعم، کاهش استفاده از بسته‌بندي و هزينه، بهبود ظاهر محصول، بازدارندگي نسبت به روغن و... مي باشد که به تفصيل در ادامه راجع به آن توضيح داده خواهد شد.

 

 

جلوگيري از فساد در آجيل‌ها

از نظر گياه‌شناسي آجيل به ميوه‌هايي اطلاق مي شود که شامل يک دانه در درون پوسته سخت مي‌باشند . بادام زميني ار نظر گياه شناسي جزء حبوبات مي باشد اما به دليل ويژگي هاي خاص و موارد استفاده، آجيل ناميده مي‌شود. تازه خوري، استفاده در قنادي، استفاده در بستني سازي و ... از جمله کاربردهاي آجيل به شمار مي‌رود. آجيل‌ها همچنين يکي از اجزاء تشکيل دهنده برخي مواد غذايي مثل اسنک‌ها، محصولات غله‌اي صبحانه و برخي سس‌هاي مخصوص به حساب مي‌آيند.

آجيل‌ها مستعد بروز انواع مختلفي از فسادها مي باشند. نور، رطوبت، اکسيژن، دماي بالا، ميکروب‌ها و ساير فاکتورها مي توانند منجر به افت کيفيت آجيل ها و مواد غذايي حاوي اين محصولات شده و ايمني اين نوع مواد غذايي را براي مصرف کاهش دهند.

 

با انتخاب دقيق فاکتورهاي زير، ماندگاري آجيل ها ، بادام زميني و دانه هاي روغني افزايش مي‌يابد و کيفيت آنها در بالاترين سطح حفظ مي‌شود.

 

 

نگهداري در دماي پايين:

سرد کردن يا انجماد آجيل‌ها روشي رايج و مطمئن براي نگهداري آنها به حساب مي‌آيد. آجيل هايي نظير گردو را مي توان در شرايط منجمد تا دو سال و بيشتر نگهداري کرد. تحقيقات نشان داده که انجماد، واکنش‌هاي انتشار را در تند‌شدگي اکسيداتيو متوقف کرده و از افت کيفيت ممانعت مي‌کند. سرد کردن نيز يک روش مناسب براي نگهداري اکثر آجيل‌ها مثل بادام زميني و گردو به حساب مي‌آيد. هر چند که ماندگاري محصول در اين روش کمتر از روش انجماد است.

 

 

استفاده از آنتي‌اکسيدان‌ها:

هر چند که سرد کردن و انجماد، فساد آجيل‌ها را کاهش مي‌دهد ولي اين روش نگهداري نسبتا پر هزينه بوده و باعث بروز مشکلاتي در حين حمل و نقل و توزيع مي‌شوند. از طرف ديگر هنگامي که آجيل‌ها در ساير مواد غذايي نظير نان يا شيريني قرار داده مي‌شوند، کيفيت و ماندگاري آجيل‌ها شديدا تحت تاثير قرار گرفته و تغيير مي‌کند. به اين دلايل ، استفاده از آنتي‌اکسيدان‌ها رونق يافته است. آنتي‌اکسيدان‌ها موادي خوراکي مي‌‌باشند که شروع تند شدگي چربي‌ها و مواد غذايي حاوي چربي را به تاخير مي‌اندازند. راديکال‌هاي آزاد که باعث گسترش پراکسيدها و توليد ترکيبات بد طعم آجيل‌ها مي‌شوند توسط آنتي‌اکسيدان‌ها بلوکه مي‌شوند.

 

 

در مورد گردو، آجيل‌هاي داراي پوشش شکلاتي و محصولات حاوي کره بادام‌ زميني از ترکيبي از BHA ، BHT و يا TBHQ استفاده مي‌شود. TBHQ تندشدگي بادام زميني را به طور موثري کاهش مي‌دهد. استفاده از آنتي‌اکسيدان‌هاي سنتزي با محدوديت‌هايي مواجه است و مصرف آنها تا حداکثر ppm 200 مجاز شمرده مي‌شود. اما آنتي‌اکسيدان هاي طبيعي اين محدوديت را نداشته و به طور کلي GRAS محسوب مي‌شوند و از آنها مي‌توان تا سطح رسيدن به تاثير مطلوب استفاده کرد.

 

 

بسته بندي:

انتخاب نوع بسته‌بندي نيز تاثير زيادي بر روي کيفيت و ماندگاري آجيل‌ها دارد. ظروف فلزي و شيشه‌اي بازدارندگي نسبت به اکسيژن را تامين کرده و به محصول ظاهري ظريف و زيبا مي‌دهند. فيلم‌هاي پلاستيکي با بازدارندگي بالا نسبت به اکسيژن نظير پلي‌وينيليدين کلرايد (PVDC) و اتيلن وينيل الکل (EVOH) بازدارندگي بالاتري نسبت به ظروف شيشه‌اي و فلزي دارند. از ديگر ايده‌هايي که در بسته‌بندي به کار مي‌رود استفاده از بسته بندي تحت خلاء يا تزريق نيتروژن است. در اين حالت بسته‌اي با بازدارندگي بالا مورد نياز است تا از نفوذ اکسيژن به داخل يا خروج نيتروژن از آن جلوگيري شود. اگر طرح بسته طوري باشد که از تماس محصول با نور ممانعت کند، مي‌توان از واکنش‌هاي اکسيداتيو نوري در محصول نيز جلوگيري کرد.

 

 

 

مزاياي استفاده از پوشش‌هاي خوراکي براي آجيل‌ها

 

بازدارندگي نسبت به اکسيژن و عطر و طعم :

فيلم‌هاي بيوپليمري به ويژه آن ها که از پروتئين حاصل مي‌شوند داراي بازدارندگي عالي در مقابل عطر و طعم و آروما مي‌باشند. ژلاتين به طور گسترده جهت ان کپسولاسيون مواد افزودني به کار مي‌رود و باعث حفاظت عطر و طعم اسانس‌ها و ساير ترکيبات طعمي مي‌شود.

 

 

کاهش استفاده از بسته‌بندي و هزينه آن:

استفاده از پوشش‌هاي خوراکي مي‌تواند مقدار مواد بسته‌بندي را کاهش داده و تعداد مراحل آجيل‌ها را کمتر کند. استفاده از يک پوشش خوراکي براي چنين محصولاتي مي‌تواند نياز به پليمرهاي گران قيمت را کاهش دهد. از طرف ديگر با اين کار مشکلات مربوط به بازيافت پليمرهايي نظير PVDC و EVOH نيز کاهش مي‌يابد.

 

 

بهبود ظاهر محصول:

براقيت يک فاکتور کيفي مهم در مورد اکثر محصولات غذايي است. مطالعات متعدد نشان داده است که براقيت و درخشندگي شکلات قضاوت در مورد عطر و طعم آن‌ را به شدت تحت تاثير قرار مي‌دهد. امروزه براي افزايش براقيت محصولاتي مانند سيب، مرکبات، سبزي‌ها و محصولات نانوايي از موم ها و ساير مواد براق کننده استفاده مي‌شود. رنگ آجيل‌ها را نيز با استفاده از پوشش‌هاي پروتئيني مي‌توان بهبود داد. گلوتن گندم و زئين ذرت نيز پوشش‌هايي با براقيت بالا توليد مي‌کنند.

 

 

بازدارندگي نسبت به روغن:

فيلم ها و پوشش‌هاي پروتئيني و پلي‌ساکاريدي بازدارنده عالي نسبت به مهاجرت روغن محسوب مي‌شوند. پوشش زئيني از نظر جلوگيري از مهاجرت روغن موثرتر از بسته‌بندي‌هاي کاغذي است. محققان دريافتند که پوشش پروتئين آب پنير از مهاجرت روغن بادام زميني به مدت بيش از 19 هفته ممانعت مي‌کند. اين نوع پوشش‌ها قابليت زيادي در زمينه بازدارندگي نسبت به روغن در آجيل‌ها و شکلات‌هاي حاوي مغزي آجيل دارند.

مطالعات در زمينه استفاده از پوشش‌هاي پروتئيني بر روي آجيل‌ها از سال 1960 آغاز شده است. تحقيقات نشان داده است که پوشش زئيني، تند شدگي را در بادام زميني، بادام و گردو کاهش مي‌دهد و بادام زميني پوشش داده شده با زئين ماندگاري بالاتري نسبت به انواع بدون پوشش از خود نشان دادند. همچنين استفاده از اين پوشش‌ها باعث افزايش براقيت، بازدارندگي در مقابل رطوبت و روغن نيز مي‌شود.

 

 

 

تحقيقات سال هاي اخير نشان مي‌دهدکه پروتئين‌هاي آب پنيري نيز قابليت زيادي در کاهش تندشدگي و افزايش ماندگاري بادام زميني دارند. علاوه بر بازدارندگي نسبت به اکسيژن و عطر و طعم، پوشش‌هاي پروتئين آب پنير مزاياي ديگري از جمله افزايش براقيت محصول و قدرت امولسيون کنندگي بالا را نيز دارند. ويژگي اخير، توانايي پوشش در جهت افزودن ليپيدها و افزايش بازدارندگي آن نسبت به رطوبت را نشان مي‌دهد.

پوشش ايزوله پروتئين آب پنير – منوگليسيريد به عنوان بازدارنده نسبت به رطوبت براي پوشش‌دهي خلال بادام در بستني مورد استفاده قرار گرفته است. پس از پوشش‌دهي مشاهده شد که خلال بادام پوشش داده شده پس از گذشت 6 هفته همچنان حالت ترد خود را حفظ مي‌کند و مرطوب نمي‌شود. در حاليکه خلال بادام بدون پوشش پس از يک هفته در داخل بستني کاملا مرطوب شده و حالت بياتي به خود مي‌گيرد.

 

موادي که در فرمولاسيون پوشش بايستي مورد توجه قرار گيرند در شکل‌گيري فيلم‌ها و پوشش‌هاي خوراکي تاثير زيادي دارند. ترکيب فيلم تاثير مهمي بر روي خواص نهايي فيلم دارد که برخي از مهمترين آنها شامل موارد زير است:

 

 

نرم‌کننده‌ها :

بسياري از بيو پليمر‌هاي خوراکي جهت تشکيل يک پوشش مناسب بايستي به اندازه کافي نرم شوند. اکثر پوشش‌هاي پروتئيني براي جلوگيري از شکنندگي به ٪50 – 15 نرم کننده ( بر پايه وزن پليمر) نياز دارند. در حاليکه پوشش لاک شيشه‌اي که در مورد آجيل‌هاي پوشش‌دهي شده با شکلات و ميوه‌ها به کار مي‌رود، تنها به ٪5 نرم کننده احتياج دارد. نرم کننده‌ها عموما عبارتند از پروپيلن گليکول، گليسرول، پلي اتيلن گليکول، تري استين، تري اتيل سيترات و ساير مواد آبدوست. اگر نرم کننده بيش از حد استفاده گردد، پوشش حالت چسبناک داشته و بازدارندگي نسبت به گاز آن کاهش مي‌يابد. اين موضوع مي‌تواند تاثيرگذاري پوشش را در کاهش اکسيداسيون آجيل‌ها کمتر کرده و باعث افزايش توليد ترکيبات بد طعم عامل تند شدگي گردد. بنابراين جهت ايجاد تعادل بين خواص مکانيکي و خواص بازدارندگي يک پوشش، توجه به ميزان نرم کننده مورد استفاده موضوع مهمي تلقي مي‌شود.

 

 

مرطوب کنندگي و چسبندگي:

افزودن سورفکتانت‌ها نظير لستين، پلي سوربات‌ها، منو و دي گليسريدها مي‌تواند مرطوب کنندگي و چسبندگي پوشش‌هاي پروتئيني و پلي‌ساکاريدي به سطح آجيل‌ها را کاهش دهد.

 

 

براقيت و تاثير چربي و رطوبت بر روي آن:

ترکيبات مختلف تشکيل دهنده پوشش مي‌توانند براقيت پوشش را کاهش دهند. مثلا سورفکتانت‌ها قادرند براقيت پوشش را کاهش داده و با مهاجرت به سطح پوشش، کدورت آنها را افزايش دهند. جذب رطوبت مي‌تواند پوشش را تيره و کدر نموده و باعث کاهش چسبندگي آن به سطح محصول شود.

 

 

 

منابع

1. قنبرزاده، بابک . بيوپليمرهاي زيست تخريب پذير و خوراکي.(1388). انتشارات دانشگاه صنعتي اميرکبير.

2. Guilbert, S., Gontard, N. and Gorris, L.G.M. (1996). Prolongatation of the Shelf – life of

Perishable Food Products Using Biodegradable Films and Coatings.Lebensm.Wiss. Technol., 29: 10 – 17.

3. Harris, N.E., Westcott, D,E. and Henick, A.S. (1972). Rancidity in Almonds: Shelf Life Studies. J. Food Sci., 37:824-827.

4. Krochta, J.M., Baldwin, E.A. and Nisperos – Carriedo, M. (1994). Edible Coating and Films to Improve Food Quality.Technomic Publishing Co., Inc.

5. Payne, T. (1985). California Walnuts and Light Foods. Cereal Foods World, 30: 215 – 218.5.

6. Porter, S.C. (1979). Aqueous Film Coating: An Overview. Pharm.Technol., 3(9):55 – 59.

7. Trezza, T.A. and Krochta, J.M. (2000). Color Stability of Edible Coatings During Prolonged Storage. J. Food Sci., 65:1166 – 1169