چه مواد نگهدارنده‌ای در نان استفاده می‌شود؟
نگهدارنده‌های مصنوعی، افزودنی‌های شیمیایی هستند که می‌توانند فرسایش مواد غذایی ناشی از میکروارگانیسم‌ها و واکنش‌های اکسیداسیون را کاهش داده یا محدود کنند.
بنابراین در صنعت نانوایی و مواد غذایی، از آن‌ها در پخت استفاده می‌شود تا زمان ماندگاری و حفظ ویژگی‌های کیفی در حین حمل و نقل و تجاری‌سازی را افزایش دهند.
سه نوع اصلی مواد نگهدارنده‌ها عبارتند از:
- ضد میکروبی‌ها: موجودات فاسد‌کننده رشد کپک را تقویت می‌کنند.
- آنتی اکسیدان‌ها: رنگ‌ها و روغن‌ها را می‌توانند تثبیت کنند همچنین از تغییر رنگ رنگدانه‌های طبیعی جلوگیری می‌کنند.
- عوامل کیلیت (رسوب‌کننده): به اتصالات فلزات کمک می‌کنند که می‌توانند باعث بروز بیماری شوند.
نگهدارنده‌ها همچنین، به کند شدن خرابی نان کمک می‌کنند. وجود ترکیبات رایج نان عبارتند از: اسید سیتریک، پروپیونات کلسیم، سوربات پتاسیم و اسید سوربیک.
مواد نگهدارنده در نان
۱. اسید سیتریک
ما با جداسازی یون‌های فلزی از تشکیل طعم‌های بد در غذا‌ها محافظت می‌کنیم. اسید سیتریک به مقداری به آرد اضافه می‌شود که می‌تواند به ۵۰۰ گرم در هر ۱۰۰ کیلوگرم (۵۰۰۰ پی پی‌ام) برسد تا اسیدیته خمیر را اصلاح کند و در نتیجه تغییرات مهمی در پارامتر‌های Alveograph (آلوئوگرافی) مانند مقاومت و همچنین به دلیل توانایی آن در اصلاح خواص رئولوژیکی خمیر به آرد اضافه می‌شود، اما مطالعات متعددی وجود مزایای تغذیه‌ای غیرمستقیم از افزودن اسید سیتریک را نشان داده است.
به عنوان مثال، پوررس و همکاران (۲۰۰۶) نشان داد که مکمل آرد با ۶.۲۵ گرم بر کیلوگرم اسید سیتریک، تخریب فیتات‌ها توسط فیتاز‌های درون‌زا را از ۴۲ درصد در آرد تیمار نشده به ۶۹ درصد در آرد تیمار شده تشدید می‌کند.
تیمار با فیتاز‌های اگزوژن و دوز‌های اضافی اسید سیتریک نیز منجر به کاهش محتوای فیتات بیش از ۸۵٪ شد. در مقایسه با نان عمل‌آوری نشده، اسید سیتریک به تنهایی یا ترکیبی از اسید سیتریک با فیتاز‌های اگزوژن دیالیزپذیری آهن را ۱۲ تا ۱۵ برابر افزایش داد.
اسید سیتریک را می‌توان با شرایط خاصی برای کاهش محتوای آکریل آمید (تا ۲۰-۳۰٪) در طیف وسیعی از محصولات مبتنی بر گندم مانند بیسکویت‌های نیمه شیرین استفاده کرد و افزودن اسید سیتریک و اسید لاکتیک (۰.۵٪: ۰.۷۵٪) به نان گندم کامل می‌تواند تشکیل آفلاتوکسین و استریگماتوسیستین را سرکوب کند.
۲. کلسیم پروپیونات
این ماده در جلوگیری از تشکیل کپک و باکتری عالی است. این پروپیونات کلسیم، در درجه اول به عنوان نگهدارنده استفاده می‌شود.
این نگهدارنده‌ها درنان برای طولانی‌تر کردن ماندگاری از طریق مهار رشد میکروبی، جلوگیری از تشکیل کپک و حفظ بافت و طراوت بسیار مهم است. کلسیم پروپیونات، نمک کلسیم اسید پروپیونیک است. این ماده به عنوان یک نگهدارنده عمل می‌کند و در نتیجه ماندگاری نان‌ها را افزایش می‌دهد.
این نگهدارنده به طور گسترده در محصولات پخته شده از جمله کیک، نان و شیرینی استفاده می‌شود. در جلوگیری از ایجاد کپک به ویژه در محصولات با رطوبت بالاتر مؤثر است.
پروپیونات کلسیم از رشد این میکروارگانیسم‌ها با تداخل در متابولیسم آن‌ها جلوگیری می‌کند. به طور خاص، با مهار فعالیت آنزیم‌های درگیر در فرآیند تخمیر که بسیاری از میکروارگانیسم‌ها برای تولید انرژی از آن‌ها استفاده می‌کنند، کار می‌کند. این فرآیند به طور مؤثری میکروارگانیسم‌ها را از انرژی مورد نیاز برای رشد و تولید مثل محروم می‌کند.
یکی از آنزیم‌های کلیدی که کلسیم پروپیونات را هدف قرار می‌دهد پیروات دکربوکسیلاز است که برای فرآیند تخمیر مورد استفاده توسط بسیاری از میکروارگانیسم‌ها ضروری است.
پیروات دکربوکسیلاز تبدیل پیروات به استالدئید را کاتالیز می‌کند و سپس به‌اتانول تبدیل می‌شود. این فرآیند برای میکروارگانیسم، انرژی تولید می‌کند و طعم‌ها و عطر‌های مشخص مرتبط با غذا‌های تخمیر شده را تولید می‌کند.
پروپیونات کلسیم با اتصال به محل فعال آنزیم و جلوگیری از عملکرد صحیح آن، پیروات دکربوکسیلاز را مهار می‌کند. این فرآیند تخمیر را مسدود می‌کند و از تولید انرژی میکروارگانیسم جلوگیری می‌کند. در نتیجه، میکروارگانیسم قادر به رشد و تکثیر نیست، که باعث کند شدن یا توقف فرآیند فساد می‌شود.
پروپیونات کلسیم علاوه بر مهار پیروات دکربوکسیلاز، غشای سلولی میکروارگانیسم‌ها را نیز مختل می‌کند. یون‌های کلسیم برای حفظ یکپارچگی غشای سلولی مهم هستند و پروپیونات کلسیم می‌تواند در این فرآیند اختلال ایجاد کند.
این امر انتقال مواد مغذی را برای میکروارگانیسم‌ها به داخل سلول‌ها و مواد زائد از سلول‌هایشان را دشوارتر می‌کند. در نتیجه، میکروارگانیسم‌ها قادر به عملکرد صحیح نیستند و ممکن است از بین بروند.
پروپیونات کلسیم همچنین دارای خواص ضد قارچی است که آن را به ویژه در جلوگیری از رشد کپک در نان مؤثر می‌کند. این ماده با ایجاد اختلال در دیواره سلولی قارچ که برای حفظ ساختار و عملکرد سلول ضروری است، رشد و تکثیر قالب را دشوارتر می‌کند و در نهایت می‌تواند منجر به مرگ آن شود. به طور کلی، پروپیونات کلسیم یک نگهدارنده بسیار مؤثر است که با مهار رشد میکروارگانیسم‌ها در نان عمل می‌کند.
۳. سوربات پتاسیم
این ماده، ضد میکروبی است و برای تجزیه آب و دی اکسید کربن در بدن عمل می‌کند. همچنین برای افزایش ماندگاری محصولات پخته شده عالی است.
سوربات پتاسیم یک ماده نگهدارنده معمول با خواص ضد میکروبی است که اغلب به عنوان نگهدارنده در غذا‌ها و نوشیدنی‌ها برای جلوگیری از رشد کپک، مخمر و قارچ استفاده می‌شود.
این ماده از اسید سوربیک ساخته می‌شود و بسیار محلول در آب است، بنابراین به راحتی در آب حل و معلق می‌شود و آن انتخابی عالی برای بازدارندگی از کپک برای نان‌ها و مواد غذایی پختنی است.
اسید سوربیک و سوربات پتاسیم رایج‌ترین نگهدارنده مواد غذایی در برابر کپک‌ها، باکتری‌ها، قارچ‌ها و مخمر‌ها هستند. این ماده به دلیل خنثی بودن ارگانولپتیک، ایمنی و کارایی آن در غذا‌های کم رطوبت و نانوایی‌ها مورد علاقه است.
۴. اسید سوربیک
این ماده، به عنوان یک افزایش‌دهنده‌ی طعم و همچنین کنرل‌کننده سطح اسید استفاده می‌شود. مشخص است که استفاده از مخمر برای اسفنجی شدن خمیر مشکل‌ساز است. زیرا اسید سوربیک نه تنها از تشکیل کپک جلوگیری می‌کند، بلکه کارایی مخمر را نیز مختل می‌کند، به طوری که تخمیر خمیر را به تأخیر می‌اندازد و در نتیجه کیفیت نان یا شیرینی را کاهش می‌دهد.
تقریباً همین امر در مورد سایر عوامل جلوگیری از کپک زدن مانند اسید پروپیونیک نیز صدق می‌کند. تأخیر تخمیر را می‌توان به میزان محدودی تنها با زمان تخمیر طولانی‌تر یا با افزایش مقدار مخمر جبران کرد. این اقدامات همچنین در کارخانه‌هایی در مقیاس بزرگ نیز وجود دارد.
به منظور جلوگیری از عمل بازدارنده تخمیر اسید سوربیک، دو راه مختلف قبلاً آزمایش شده:
یکی از راه‌ها، شامل پوشاندن کریستال‌های اسید سوربیک با ماده‌ای نامحلول در آب که از نظر فیزیولوژیکی بی‌ضرر است، مانند گلیسیرین مونو استئارات می‌باشد.
این امر موجب حلالیت اسید سوربیک در خمیر می‌شود و به حدی کاهش می‌یابد که تأخیر قابل توجهی در تخمیر ایجاد نمی‌شود. فرآیند‌هایی از این نوع تا کنون در عمل موفقیت‌آمیز نبوده‌اند، ظاهراً به دلیل این واقعیت است که مقدار اسید سوربیک آزاد شده در فرآیند پخت کافی نیست یا توزیع اسید سوربیک رضایت بخش نیست.
راه دیگر شامل افزودن اسید سوربیک به خمیر به شکل یک انیدرید مخلوط ناکارآمد ضد میکروبی با یک اسید چرب مانند اسید پالمیتیک است. سپس انیدرید در فرآیند پخت به اسید سوربیک و اسید چرب مانند اسید پالمیتیک هیدرولیز می‌شود.
فرآیند فوق در عمل دارای مزایای خاصی است، اما نقطه ضعف آن این است که انیدرید اسید چرب سوربیک گران‌تر از اسید سوربیک آزاد است. تقریباً همین امر در مورد استفاده از انیدرید‌های مخلوط اسیدپروپیونیک، مانند انیدرید‌های پروپیونیک پالمتیک صدق می‌کند.
اکنون به طور شگفت‌انگیزی مشخص شده است که می‌توان با افزودن یک اسید سوربیک به خمیر به شکل بلور‌های درشت آن که اندازه ذرات آن بیش از ۱۰۰ میکرومتر است مانع از تخمیر گردیم. عمل جلوگیری از کپک زدن با افزودن اسید سوربیک با اندازه ذرات کمتر از ۱۰۰۰ میکرومتر به خمیر حاصل می‌شود.
بنابراین نوآوری حاضر فرآیندی را برای حفظ نان و شیرینی با اسید سوربیک ارائه می‌کند که در آن یک اسید سوربیک کریستالی بزرگ با اندازه دانه‌ای از ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ میکرومتر، ترجیحاً بین ۲۰۰ تا ۸۰۰ میکرومتر، قبل از پخت به خمیر اضافه می‌شود.
اسید سوربیک کریستالی درشتی که طبق اختراع مورد استفاده قرار می‌گیرد ممکن است با تبلور کسری کنترل شده، به عنوان مثال از محلول‌های غلیظ استات سدیم آبی یا با کریستالیزاسیون و سپس شکنش، برای مثال با فیلتر کردن یا با استفاده از جداکننده هوا، تهیه شود.
اسید سوربیک به طور کلی به طور مستقیم به خمیر اضافه می‌شود، به همین دلیل باید مراقب بود که توزیع خوب آن تضمین شود. البته می‌توان اسید سوربیک را از قبل با آرد مخلوط کرد
اسید سوربیک معمولاً به مقدار بیش از ۰.۱ درصد وزنی که بر اساس مقدار آرد محاسبه می‌شود اضافه می‌شود. حد بالای مقدارش اساساً به نوع شیرینی بستگی دارد.
فرآیند مطابق با اختراع، این مزیت را دارد که اسید سوربیک کریستالی درشت عملکرد بسیار خوبی در جلوگیری از قالب دارد بدون اینکه تأثیر منفی بر تخمیر، عملکرد یا خواص خمیر یا زمان تخمیر بگذارد. بو و طعم با افزودن اسید سوربیک تحت تأثیر قرار نمی‌گیرد.
خرید مواد نگهدارنده نان:
چنانچه قصد خرید مواد اولیه نگهدارنده در نان را دارید، می‌توانید با کارشناسان فروش شرکت بهبود شیمی هامون در تماس باشید. این مواد مانند پروپیونات کلسیم، سوربیک اسید، اسید سیتریک و سوربات پتاسیم در بسته‌بندی‌های مختلف به صورت عمده به فروش می‌رسد.
تماس با واحد فروش بهبود شیمی هامون
منابع:
- https://ingredi.com/blog/bread-fun-facts-how-to-tell-if-its-fresh
- https://www.cnadditives.com/info/what-are-the-preservatives-used-in-cakes-89776937.html
- https://www.linkedin.com/pulse/how-does-calcium-propionate-work-bread-eric-pang/
- https://patents.google.com/patent/US3934045A/enhttps://bakerpedia.com/ingredients/artificial-preservatives/
