صمغی با دوز مصرفی پایین و تاثیری شگرف و منحصر به فرد در کیفیت محصولات فرآوری شده از جمله بستنی
اگر در صنعت بستنی فعال هستید، حتما حداقل با نام LBG آشنا هستید. مخصوصا در یکی دو سال اخیر که کمبود و افزایش قیمت جهانی آن، تولیدکنندگان را به چالش کشانده و جایگزین کردنش از مباحث داغ در صنعت بستنی.
اما این صمغ چیست؟ چه ویژگی‌هایی منحصر به فردی دارد که جایگزین کردنش را بسیار سخت میکند؟
طبیعتا برای آمادگی برای جایگزین کردن یک ماده اولیه، نیاز داریم به خوبی با عملکردش آشنا باشیم.
در اینجا، ما به معرفی این صمغ و توضیح نحوه عملکردش در فرمولاسیون می‌پردازیم.
مراکش و اسپانیا ۷۵ درصد از عرضه جهانی دانه لوبیای لوکاست را بر عهده دارند. باقیمانده نیاز جهان از ایتالیا (۹٪)، پرتغال (۷٪) و ترکیه (۸٪) تامین می شود. درختان خرنوب به صورت وحشی در کمربند مدیترانه رشد می کنند.
صمغ لوبیا لوکاست (یا صمغ خرنوب) یک هیدروکلوئید گیاهی است که نقش قوام‌دهنده و استابیلایزری دارد و از دانه درختان خرنوب که در مدیترانه رشد می کنند به دست می آید. این ماده اولیه در بستنی، ماست و پنیر کاربرد دارد، اگرچه تطبیق پذیری و انعطاف‌پذیری بالای آن به این معنی است که می توان از آن در طیف وسیعی از غذاها و نوشیدنی ها استفاده کرد.
این صمغ در واقع یک پلی‌ساکارید شاخه‌ای‌ست که از آندوسپرم از دانه های خرنوب درخت (Ceratonia siliqua) به دست می‌آید. ساختار لوکاست بین گام از گالاکتومان تشکیل شده است و در صنایع غذایی کاربرد گسترده ای دارد.
این درخت، درختی بسیار صبور است به این معنی که به خشکی مقاوم است ، و حدود ۱۵ سال زمان نیاز دارد تا دانه‌هایی که قابل استفاده برای تولید صمغ هستند را بدهد.
دانه‌هایی میان میوه لوبیا شکل این درخت که عمدتا با دست چیده می‌شوند.
از نظر ساختار، صمغ لوکاست، بسیار نزدیک به صمغ گوار می‌باشد، اما تفاوت بسیار کوچک آنها منجر می‌شود به نیازهای متفاوت آنها هنگام هیدراسیون و دمای آبی که لازم است تا کاملا حل شوند و سوسپانسیون مورد‌نظر را ایجاد کنند.
در ادامه به چگونگی استفاده درست از این خواص در فرمولاسیون و به دست آوردن نتیجه مطلوب خواهیم پرداخت.
جالب است بدانید، صمغ تارا، رفتاری بین این دو (لوکاست و گوار) دارد و به همین دلیل در زمان کمبود LBG یا افزایش قیمت، گزینه خوبی برای جایگزینی می‌باشد.البته بت رعایت تغییرات ضروری در سایر مواد اولیه و مراحل فرآوری و با توجه به نوع محصول تولیدی.
مزایای کلیدی صمغ لوکاست LBG
- کاملا طبیعی
- برای مصرف کنندگانی که به دنبال برچسب پاک هستند، جذاب است.
- آسان برای استفاده در فرمولاسیون‌های گوناگون
- پایداری در مراحل فرآوری محصول
- عدم تداخل منفی با سایر مواد اولیه
کشاورزی پایدار و شاخص‌های محیط زیستی مطلوب: درختان خرنوب با کاهش فرسایش خاک به توقف بیابان زایی کمک می کنند. این درختان به دلیل توانایی خود در تثبیت کربن شناخته شده اند و کشت آنها به کود یا آبیاری کمی نیاز دارد. تولید خرنوب دارای ردپای کربن بسیار کم است.
صمغ لوبیای این درخت یا همان صمغ لوکاست توسط یک فرآیند ساده و عمدتاً مکانیکی استخراج می شود و محصولات جانبی در صبخش‌های مختلف از جمله به عنوان خوراک دام استفاده می شوند.
ویژگی‌های عملکردی
- ایجاد بافت خامه‌ای
- کاهش سایز کریستالهای یخی
- فراهم‌کردن بستر هم‌افزایی قوی با سایر هیدروکلوئیدها
- اثر تثبیت کننده روی پروتئین‌ها
- طعم و بوی خنثی
- پایداری بالا در انجماد/ذوب
کاربردها در صنایع غذایی
تثبیت و ایجاد بافت در:
- بستنی
- سس‌ها از جمله مایونز کم‌چربی
- آماده سازی میوه / مربای صنعتی
- دسرهای لبنی
- نوشیدنی های میوه‌ای
- پنیر خامه‌ای
خواص رئولوژیکی
ویژگی کلیدی LBG، ویسکوزیته بالای آن در غلظت های پایین است که آن را به یک قوام‌دهنده و تثبیت‌کننده کارآمد تبدیل می کند. LGB فقط تا حدی در آب سرد حل می شود و برای هیدراتسیون کامل، محلول ها باید حداقل تا دمای 80 درجه سانتیگراد گرم شوند. همچنین محلول ها به دلیل وجود مقادیر کمی پروتئین و فیبر بسیار کمی کدر هستند. باین ویژگی دز اکثر کاربردها اشکالی ایجاد نمی‌کند، اما میتوان صمغ لوکاستی تهیه کرد که برای حذف این باقیمانده ها با الکل تصفیه شده است و در نتیجه محلول شفاف ارائه می‌دهد.
صمغ لوکلاست، در آب سرد یا گرم قابل پخش است و یک محلول با pH بین 5.4 تا 7.0 تشکیل می دهد، اما به تنهایی توانایی تشکیل ژل را ندارد. برای به دست آوردن ژل، میتوان مقدار کمی بورات سدیم به محلول اضافه کرد.
شباهت و تفاوت اندک صمغ لوکاست و صمغ گوار، خاصیت “هم‌افزایی” این دو را توجیه میکند. این دو صمغ در کنار یکدیگر، ژل غلیظ‌تری تشکیل می‌دهند در مقایسه با هرکدام به صورت جدا از هم.
صمغ لوکاست، در کنار کاراگینان می‌تواند ژل محکمی تشکیل دهد و در کنار صمغ رانتان، ژلی با خاصیت کششی قوی.
ژل‌های زانتان/LBG همچنین دارای مزیت عدم حساسیت به کاتیون‌های رایج هستند (برخلاف ژل‌های پکتین، آلژینات یا کاراگینان). در غلظت های بسیار کم زانتان و LBG، یک شبکه ژل ضعیف تشکیل می شود. این ژل به اندازه کافی قوی است که ذرات را معلق کند (به عنوان مثال در سس سالاد)، اما در هنگام ریختن به راحتی جریان می یابد.
استفاده عمده صمغ لوکاست در صنایع غذایی در بستنی می‌باشد.
در کنار کاربرد در صنایع لبنیات (ماست و پنیر خامه ای)، غذاهای آماده (به ویژه در سس یا پنیرهای پروسه) و در محصولات گوشت و ماهی فرآوری شده استفاده می شود و همچنین در برخی از محصولات نانوایی (کیک و محصولات شیرین) کاربرد دارد.
کاربرد در غذای کودک (نوزاد)
LBG یکی از معدود صمغ‌ها به همراه کاراگینان است که برای استفاده در غذای کودک تایید شده است.
طبیعتاً نگرانی‌ها در مورد هر ماده ای که در غذای کودک استفاده می شود، وجود دارد.
با این وجود، در حال حاضر استفاده از هر دو این هیدروکلوئیدها در غذای کودک مورد تایید می‌باشد.
در مورد LBG در اروپا، سازمان ایمنی غذای اروپا در حال حاضر در حال بررسی استفاده از LBG در غذای کودک است. صاحبان صنایع غذای کودک، مشتاقانه منتظر تصمیم EFSA مشتاقانه هستند.
تولیدکنندگان محدودی درجه LBG قابل استفاده در غذای کودک را تأمین می‌کنند از جمله از IFF ( تنها تولیدکننده در حال حاضر).
Polygal از سوئیس قبلاً تولید کننده LBG درجه غذای کودک بود، بود اما در حال حاضر از این بازار خارج شده‌است، آنها دلیل خروج از این بخش بازار را فرآیند طاقت‌فرسای تولید و صدور گواهینامه / مجوزهای لازم اعلام کردند.
کاربرد LBG در بستنی:
LBG در بستنی، در ترکیب با کاراگینان و/یا صمغ گوار و/یا CMC استفاده می‌شود ، و ابزاری‌ست برای کنترل رشد قند و
کریستال های یخ و تاخیر در ذوب شدن و افزایش مقاومت در برابر شوک حرارتی در طول زنجیره توزیع.
این صمغ همچنین، به بهبود ذوب شدن نرم حس پنبه‌ای در دهان کمک میکند.
صمغ لوکاست در سطوح 0.1-0.2 درصد در فرمولاسیون بستنی استفاده می شود و همان‌طور که قبلا اشاره شد، می تواند به تنهایی یا در ترکیب با صمغ گوار استفاده شود.
به‌طور کلی تثبیت کننده های فردی به ندرت همه عملکردهای مورد نظر را انجام می دهند. هر کدام تأثیر خاصی بر ساختار، قوام، بافت، ذوب شدن و ثبات در محصول نهایی دارند. بنابراین، برای به دست آوردن هم افزایی در عملکرد، مواد منفرد معمولاً به عنوان مخلوطی از تثبیت کننده ها و امولسیفایرها ترکیب می شوند.
معمولاً 0.2-0.5 درصد از ترکیب تثبیت کننده/امولسیفایر در مخلوط بستنی استفاده می شود.
استفاده همراه با کاراگینان
صمغ لوکاست همراه با صمغ گوار، کربوکسی متیل سلولز و زانتان با پروتئین های شیر موجود در مخلوط بستنی ناسازگار است و در نتیجه این پتانسیل را دارد که باعث جدایی فاز نامطلوب می شود که به عنوان "آب پنیر" شناخته می شود.
Wheying off به نشت یک لایه سرمی شفاف آبکی در حین ذوب بستنی اشاره دارد که ظاهر نامطلوبی دارد.
صمغ زانتان ناسازگارترین صمغ با پروتئین های شیر است و پس از آن صمغ گوار و صمغ لوکاست قرار دارند.
کاراگینان اغلب با صمغ لوکاست برای به تاخیر انداختن یا جلوگیری از جداسازی این فاز استفاده می شود، در اکثر فرمولاسیون های تثبیت کننده مخلوط با بازه استفاده 0.01-0.015٪ گنجانده شده است. باید دقت کنیم که در غلظت های بالاتر (0.05٪)، کاراگینان شروع به ژل شدن می کند و به خوبی عمل نمی کند.
نکات کاربردی در فرآوری در خط تولید
صمغ لوکاست آردی سفید مایل به زرد مایل به سفید است که برای حل شدن کامل و ویسکوزیته کامل باید تا حدود ۸۰ درجه سانتیگراد (۱۷۶ درجه فارنهایت) به مدت ۲۰-۳۰ دقیقه حرارت داده شود و سپس باید در مخلوط برای حدود ۲ ساعت باقی بماند این مرحله برای رسیدن به حداکثر ویسکوزیته بسیار مهم است.
صمغ‌های لوکاست، می‌توانند با درجات و کیفیت‌های مختلفی در بازار پیدا شوند. انواع تجاری LBG در بازار وجود دارند که می‌توانند در دمای پایین‌تری هیدراته شوند.
شناخت دقیق و اطمینان از کیفیت صمغ، اثر مشهودی در کیفیت بستنی تولیدشده خواهد داشت.
جمع‌آوری و خلاصه
صمغ لوکاست یا LBG که منشأی کاملا طبیعی دارد و مراحل رشد تا تولیدش بسیار ساده و اغلب روش‌های مکانیکی ست، علاوه بر نقش خاصی که می‌تواند در فرمولاسیون ایفا کند، به دلیل شناخته بودن برای مصرف کننده و در نتیجه امکان داشتن “برچسب پاک” روی محصول، از محبوبیت مضاعفی بین تولیدکنندگان (به ویژه تولیدکنندگان بستنی) ، برخوردار است.
با توجه به کمبود و افزایش قیمت قابل توجه این صمغ میتوان گفت که صمغ لوکاست، قربانی موفقیت و محبوبیت خود شده است.
در مقیاس جهانی شاهد هستیم که که تولیدکنندگان و تیم‌های توسعه و تحقیق، در تلاش هستند تا فرمولاسیون‌های جایگزینی برای کاهش یا حذف صمغ لوکاست تعریف کنند.
با توجه به خواص منحصر به فرد این صمغ، میتوان حدس زد که این پروسه بسیار سختی خواهد بود. اگر به فعالیتهای غول بستنی جهان، یونیلیور دقت کنیم، مشاهده می‌کنیم که تمرکز اصلی تغییر فرمولاسیون در بستنی‌هایی است که کمتر در معرض تغییرات دمایی در چرخه تولید و توزیع هستند.
در مقاله بعدی، علاوه بر نگاهی به شرایط بازار ,LBG به چالش‌ها و راهکارهای جایگزین کردن صمغ لوکاست در فرمولاسیون‌ها خواهیم پرداخت.
منابع:
Bahram-Parvar, M., Haddad Khodaparast, M. H., and Razavi, S. M. A., 2009. The effect of Lallemantia royleana (Balangu) seed, palmate-tuber salep and carboxymethylcellulose gums on the physiochemical and sensory properties of typical soft ice cream. International Journal of Dairy Technology, 62, 571–576.
