الاتجاهات الحديثة للمواد المضافة في صناعة الألبان

تعرف المواد المضافه بأنها المواد التى تضاف إلى الغذاء عمدا أثناء العمليات التصنيعيه أو التعبئه بغرض زيادة مدة الصلاحيه أو  تحسين الخواص الحسيه أو التكنولوجية، كما أنها تستخدم في صناعة الألبان.

ويمكن التعرف على سلامه وامان المواد المضافه بثلاث طرق وهى :

1-  هيئه الغذاء والدواء الامريكيه   FDA (FOODS and Drug Administration)

GRAS (Generally Recognise as Safe )   – 2

3- التجارب والأبحاث السابقه

استخدام تكنولوجيا النانو في كبسله المواد المضافه ادي لتحسين المظهر والقوام واطاله فتره الصلاحيه والحيويه لهذة المواد المضافه حيث ان زيادة مساحه السطح نتيجه عمليه الكبسله تزيد من قابليه المواد المضافه لامتصاص والنفاذيه وهذا مهم خاصه للمواد المضافه ذات القابليه المنخفضه في الذائبيه او ضعيفه النكهه او الطعم بالاضافه الى ان ذلك يزيد من تجانس المنتج وثباته .

أنواع المواد المضافة  

تضاف منظمات الحموضه لتعديل القلويه وبعضها يعمل كمثبتات ومضاد اكسدة والمحافظه على اللون ومن اشهرها في صناعه

الجبن هو الجلوكونو دلتا لاكتون  GDL وحامض الستريك والاسيتيك واللاكتك واملاحهم وتعتبر GDL هي استر داخلي لحامض الجلوكونيك ينتج عن التخمر الحامضي للجلوكوز ويوجد طبيعيا في النبيذ والعسل وعصائر الفاكهه والمنتجات المتخمره ويتم انتاج GDL  تجاريا من الكربوهيدرات بالتخمر الميكروبي والمعالجه وتمتاز GDL  عن الاحماض الأخرى بالتطور التدريجي للحموضه والمذاق الحامضى المعتدل والقوام القابل للفرد ولا يوجد لها حدود قصوي في الاستخدام quantum satis

• تضاف المواد الحافظه لمنع النمو الميكروبي وأيضا تعمل كمضادات اكسدة لايقاف نشاط الشقوق الحره للمعادن وتعتبر الاحماض العضويه واملاحها هي الشائعه كمواد حافظه في صناعه الالبان ومنها حامض السوربيك والسوربات واشهرها سوربات البوتاسيوم (E202) في الجبن الطازج والمسوي وشرائح الجبن ومشابهات الجبن واللبن والمتخمر بحيث لا تزيد نسبته عن 1000 ملجم/كجم طبقا EU Regulation ويستخدم حامض البنزويك لحفظ المنفحه الحيوانيه والكيموسين الميكروبي ومشروب اللبن المنكهه المتخمر بحيث لا تزيد نسبته عن 1500 ملجم لكل كجم ويستخدم النيسين كمضاد للبكتريا وخاصه Clostridium في الجبن الجافه لمنع الانتفاخ الغازي المتاخر ولا تزيد نسبته عن 250 ppm في المنتج النهائي لمفرودات الجبن المطبوخ المضاف لها لحوم وخضروات وفاكهه ويستخدم النتاميسين بواسطه WHO في معامله اسطح الجبن الجافه والنصف جافه والنصف طري بنسبه 1 ملجم لكل نصف قطر دائره مربع و بنسبه 5 ملم للسطح الخارجي او بنسبه لا تزيد عن 20 ppm كمضاد فطري

يعتبر الليسوزيم انزيم قادر علي تحلل جدر الخلايا البكتريه ويمنع الانتفاخ في الجبن الجافه المسواه لفترات طويله مثل الايمنتال والجرانا والاسياجو ويتم استخدامه عن طريق نظام تحكم في تغذيه الابقار عليه ويستخدم في صناعه الجبن ليسوزيم بياض البيض حيث يضاف الي اللبن المعد لصناعه الجبن بنسبه لا تزيد عن 400 ملجم لكل لتر لبن .

• تعتبر النكهات أيضا من المواد المضافه وهي اما تكون طبيعيه او طبيعيه مستخلصه بطرق كيميائيه او نكهات مخلقه كيميائيا او صناعيه ومنها الجلوتاميك والجويوناليك وInosinic acid حيث انها لا تمثل خطوره عند اضافتها بالنسب الموصي بها وتستخدم بعض المواد لتثبيت النكهات ومنها حامض الالجينيك ومشتقاته والاجار اجار ودقيق حبوب الجراد والكارجينان والصمغ العربي والبكتين والجيلاتين الحيوانى وكربونات المغنسيوم والسوربيتول والجلسرين 1و2 بروبلين جليكول وحامض السوربيك واملاحه والجلسريدات الاحاديه والثنائيه والسكروز والنشا والسترات وملح الطعام

وتعتبر معدلات النكههFlavour modifiers  من المواد المضافه أيضا وهى المواد القادره على ازاله النكهات الغير مرغوبه او تعديلها بدون التاثير على الطعم الأصلي وتوجد باشكال مختلفه وخاصه في المنتجات المنخفضه السعرات الحراريه ومنخفضه الدهن والخاليه من السكروز والمنتجات النباتيه وقد تكون بدائل سكر او بدائل ملح او بدائل دهون وتعتبر أيضا مزيلات النكهه Masking flavour rs من المواد المضافه التي لها تاثير في تقليل الطعم الحامضي دون التاثير على PH وتقليل الطعم المر والمعدنى والطباشيري والاطعم الغريبه ومنع الطعم السمكي وتقليل الطعم العشبي والشمعي .

ويتم استخدام تكنولوجيا الكبسله للتحكم في توزيع النكهات وتحسين الثبات اثناء التصنيع والاستهلاك للمنتج النهائي ويتم ذلك باستخدام الكبسله بواسطه التجفيف بالرذاذ بواسطه الصمغ العربي او النشا او المالتودكسترين او Octinyl succinate او باستخدام نبات عشبي في قاره اسيا يسمي Konjac-glucomannan  وهو غني بالنشا وبديل للجيلاتين ويستخدم الليبوسوم في تغليف النكهات الذائبه في الدهن بطبقه دهنيه عن طريق التبريد بالرش مثل نكهات الفانيليا والسترال والمثول الذائبه في الدهن .

• وتعتبر المواد الملونه أيضا من المواد المضافه في صناعه الالبان وهى المواد التي تضفي لونا للطعام وقادرة على استعادة اللون الأصلي المفقود اثناء العمليات التكنولوجيه للمنتج وهى اما تكون في صوره صبغات او صبغات غير ذائبه في الماء Lakes وتعتبر الصبغات الغير ذائبه في الماء اكثر ثباتا من الصبغات الذائبه في الماء وهي مثاليه لتلوين المنتجات المحتويه على زيوت ودهون او المنتجات المنخفضه الرطوبه وغير قادره على اذابه الصبغات وهي تكون مثاليه في تلوين منتجات الحلويات للتزيين ومخاليط الكيك والدونات والحلوي الصلبه والعلكه والصبغات الذائبه في الماء اما ان تكون في صوره حبيبات او سائله وهى مثاليه للمشروبات والمخاليط المجففه والمخبوزات والحلويات ومنتجات الالبان واغذيه الحيوانات الاليفه ومن أنواع الصبغات أيضا الصبغات الغير عضويه وهي اما ان تكون مخلقه او طبيعيه مثل بودره الألومنيوم واكسيد وهيدروكسيد الحديد والصبغات العضويه المخلقه ويتم تخليقها صناعيا ولا توجد في الطبيعه مثل التارتازين والكينولين الأصفر واصفر غروب الشمس والصبغات الطبيعيه موجودة بالطبيعه ويتم تخليقها بالمعمل بتركيب نفس الموجوده بالطبيعه مثل الريبوفلافين والكركمين وفيتامين B2 وتعتبر الصبغات المخلقه صناعيا هي الأكثر انتشارا نتيجه سهوله صناعتها ورخص سعرها ومتاحه بكميات كبيره ولا ينتج عنها روائح غير مرغوبه وهى اكثر ثباتا للضوء وتقاوم التغير في PH وتقاوم الاكسده والاختزال ومتعدده الاشكال وتقسم المواد الملونه طبقا لمنظمه FDA الى المواد الملونه الغير حاصله على شهادة وهى المواد الملونه من المصادر الطبيعيه سواء مصدر نباتي او معدني او حيواني مثل مستخلص الاناتو والبنجر المجفف والكراميل والبيتا كاروتين ومستخلص قشر العنب .

وتوجد عده مقترحات للتغلب على المشاكل التي تواجه المواد الملونه من مصادر طبيعيه ومنها

• ملونات الانثوسيانين على شكل بللورى ذو لون ارجواني وتم صناعتها بواسطه شركه سان فريستو كاليفورنيا أمريكا عن طريق تكنولوجيا تجفيف حديثه وهى مماثله للطبيعي من حيث الثبات والشكل وعدم التكتل وسرعه الذوبان في الماء وتضاف بنسبه بسيطه عن مثيلتها في الصوره السائله .
• زيت نخيل احمر Stren red وتم صناعته بألمانيا هامبورغ حيث تم انتاجه على حراره منخفضه حتي لا يحدث فقد لفيتامين E والكاروتين التي تعتبر مضادات اكسدة وهو مناسب للمنتجات المقليه والمخبوزات والمرجرين والمقبلات والمايونيز وتعطي لون اصفر ذهبي في القلي العميق
• مستخلص الفيكوسيانين من طحلب الاسبيريولينا وهو مصرح به من قبل الاتحاد الأوروبي
• مستحلبات نانو لاذابه الكاروتين مثل الليكوبين وكاروتين B واللوتين وزياكسانثين حيث تمتاز بسرعه الاتاحه الحيويه

• تعتبر المغلظات Thickners او متخنات القوام من المواد المضافه وهى تزيد من لزوجه الغذاء لاعطاء قوام وتركيب متماسك ومنها البكتين والاجار والنشا والجيلاتين ومن الاتجاهات الحديثه في استخدامها هي استخدام نشا البطاطس كبديل لبروتين اللبن في مشابهات الجبن واستخدام صمغ Xanthan والصمغ العربي والجوار والالجينات والسليلوز المتحلل كبدائل للدهن ويستخدم هلام نشا الذره المكبسل Stellara أيضا كمغلظ للقوام وتستخدم منتجات الالياف مثل السليلوز والهيموسليلوز والبكتين و B-Glucan والليجنين ويتم عزلها من مصادر مختلفه مثل الفاكهه والحبوب والبقوليات والمكسرات وعلكه الخضروات
• تعتبر المستحلبات أيضا من المواد المضافه للمواد الغذائيه وتضاف بغرض الحصول علي مزيج متجانس من مواد غير قابله للامتزاج ببعضها مثل الزيت والماء وهي تتركب من جزء قطبي مثل S-N2-O2 والأخر غير قطبي اليفاتي او عطري حيث يتم استحلاب الزيت في الماء مثل الحليب والايس كريم والمايونيز وتوابل السلطه ومنها ما يتم استحلاب الماء في الزيت مثل الزبد والسمن ولا يمكن استخدامها في المنتجات المقليه او المسخنه خاصه بدائل الدهون .
• تعتبر الانزيمات من المواد المضافه في صناعه الالبان حيث تم استخدام اول انزيم وهو الرنين من انفحه العجول الرضيعه وكذلك انزيمات المنفحه النباتيه التي تستخدم في تجبن اللبن وأيضا تستخدم الانزيمات من مصادر مختلفة وخاصه الميكروبيه لاسراع تسويه بعض أصناف الجبن.

ومن الاتجاهات الحديثة لاستخدام الإنزيمات في صناعة الألبان

• انتاج الجبن المعدل انزيميا Modified enzyme cheese حيث يضاف الانزيم الميكروبي لخثره الجبن ويتم إيقاف نشاطه بالحراره قبل حدوث اى تغيرات غير مرغوبه متل انزيم الليبيز المحلل للدهن من فطر Mehi
• يستخدم أيضا انزيم الليبيز لاسراع تسويه بعض أصناف الجبن عن طريق التحكم في معدل تحلل الجلسريدات الثلاثيه وزيادة معدلات النكهه
• يستخدم أيضا انزيم البروتيز كانزيم مجبن للبن في صناعه الجبن وتضاف الانزيمات الميكروبيه في صناعه الجبن الطازج والمسوي لمده قصيره
• تستخدم تكنولوجيا الكبسله المباشره لكبسله الانزيمات لزياده تاثيرها ومن المواد المستخدمه في الكبسله هي الكبسله المباشره بواسطه الصموغ والليبوسوم والكبسله باستخدام مستخلص خلايا بكتريا حره او الخلايا الكامله او استخدام دهن اللبن في الكبسله
• يستخدم نظام انزيم Lactoperoxidase في حفظ اللبن الخام في المناطق الحاره والاستوائيه وأيضا لحفظ اللبن المبستر لمده 20 يوم على 10م وهو معتمد بواسطه WHO ويستخدم أيضا هذا النظام في زياده مده حفظ الزبادى وجبن الموزريلا والجبنه القريش و تغيير لون الشرش الأصفر خاصه عند صناعه الجبن باضافه الاناتو
• يستخدم اللاكتوفرين كمضاد ميكروبي طبيعي وهو معتمد من الاتحاد الأوروبي لكن يعاب عليه ارتفاع سعره وله تاثير على لون المنتجات لانه بروتين لونه احمر مرتبط بالحديد
• يستخدم انزيم Trans glutaminase في تقويه وتثبيت قوام الجيل البروتيني خاصه في الزبادي حيث ادي لتحسين الوظائف التكنولوجيه من حيث اللزوجه ومنع انفصال الشرش
• يستخدم التحلل الانزيمي بواسطه التربسين والكيموتربسين للكازين وبروتين الشرش في زيادة الذائبيه ومعدل تكوين الرغوه والاستحلاب لمركزات بروتين اللبن كذلك يستخدم في انتاج البيبتيدات النشطه بيولوجيا مثل كازين فوسفو بيبتيد CPP والجليكوماكرو بيبتيد GMP
• تستخدم تكنولوجيا الانزيمات الموجهه Targete enzyme لتحليل نوع معين من السلاسل في الاحماض الامينيه في بروتين اللاكتوجلوبيولين B-Lactoglobulin في منتجات الالبان لتقليل الحساسيه لهذا البروتين وخاصه عند تغذيه اللبن البقري للأطفال وأيضا يستخدم البروتيز البكتيري لتحليل مركز بروتين الشرش والتنقيه والترشيح الفائق
• يستخدم الفوسفو ليبيز لتحسين الخصائص الوظيفيه مثل الثبات الحراري للبن السائل والاستحلاب وتكوين الرغوه لمنتجات الشرش
• يستخدم انزيم اللاكتيز Lactase في انتاج السكريات العديدة كمواد prebiotic
• تستخدم الانزيمات في التنظيف داخل المكان CIP لمصانع الالبان لجهاز البستره وجهاز الترشيح الفوقى UF والمواسير والاسطح التي يصعب الوصول لها وازاله البيوفيلم Biofilm وكذلك تستخدم أيضا في التنظيف خارج المكان COP مع المنظفات القلويه
• تستخدم الانزيمات لمعالجه مياه الفضلات في مصانع الالبان وكذلك استخدام الشرش لانتاج الغاز الحيوي
• يعتبر استخدام الانزيمات مرتفع السعر لكن تم اعداد مستحضر انزيمى ميكروبي تم الحصول عليه بالتخمر في الصوره الصلبه وهو مخلوط انزيمي ذات نشاط عالي لتحليل الدهن من مستخلص فطر البنسيليم
• ومن مميزات استخدام الانزيمات في صناعه الالبان هي انخفاض استهلام الماء والطاقه وتزيد من معدل الأمان والسلامه وتقليل التلوث والنفايات ومتوافقه مع عمليه معالجه مياه الصرف الصحي .

المراجع:

Francesco Contò ,Matteo A. Del Nobile ,Michele Faccia ,Angelo V. Zambrini Granarolo S.p.A., Bologna, Italy Amalia Conte , Advances in Dairy Products,  2018

اعداد

دكتور / على احمد شاهين

باحث بقسم بحوث الألبان – معهد بحوث تكنولوجيا الأغذية – مركز البحوث الزراعية

اقرأ أيضا:

حقيقة فرض رسوم جبرية على مصدري الفراولة المجمدة

الزراعة: الإقليمي للأغذية والأعلاف يجري تجارب جديدة على خامات للأعلاف غير التقليدية

لمزارعي محاصيل الأعلاف الخضراء .. إليكم نشرة توصيات شهر أبريل

لا يفوتك: ممارسات خاطئة تؤدي لانخفاض إنتاجية القطن