یک امولسیفایر ممکن است؛ در شکلات نتیجه بسیار خوبی بدهد؛ اما همان ماده برای یک سس یا محصول نانی انتخاب مناسبی نباشد. دلیلش ساده است. هر فرمولاسیون نیاز متفاوتی دارد. بنابراین انتخاب بهترین امولسیفایر باید از محصول و مشکلی که قرار است حل شود؛ شروع شود.

بهترین امولسیفایر در صنایع غذایی؛ از نگاه فرمولاتور

برای فرمولاتور، اسم امولسیفایر در مرحله اول اهمیت چندانی ندارد؛ مهم این است که ماده قرار است؛ چه مشکلی را در محصول حل کند. امولسیفایر ممکن است؛ برای جلوگیری از جدا شدن آب و روغن، بهبود بافت، کاهش ویسکوزیته، افزایش حجم محصول، حفظ رطوبت یا بهتر شدن فرآیند تولید استفاده شود. بنابراین دو محصول غذایی کاملا متفاوت می‌توانند؛ به دو امولسیفایر متفاوت نیاز داشته باشند.

مثلا در شکلات هدف اصلی، همیشه ایجاد یک امولسیون کلاسیک آب و روغن نیست. شکلات بیشتر یک سیستم غلیظ از ذرات شکر و کاکائو در فاز چربی است و امولسیفایر روی رفتار جریان، ویسکوزیته و کارپذیری آن اثر می‌گذارد.

در این کاربرد، لسیتین یکی از گزینه‌‌های بسیار رایج است و در کنار آن موادی مثل PGPR و آمونیوم فسفاتیدها نیز استفاده می‌شوند. بررسی‌‌های علمی نشان می‌دهند، که نوع و مقدار امولسیفایر می‌تواند؛ روی ویسکوزیته، رفتار جریان و حتی ویژگی‌‌های حسی شکلات اثر بگذارد.

در کیک و محصولات نانوایی، شرایط متفاوت است. اینجا امولسیفایر باید بتواند در زمان مخلوط شدن، توزیع چربی و آب را بهتر کند و در بسیاری از فرمول‌‌ها به تشکیل و پایداری حباب‌‌های هوا کمک کند. نتیجه می‌تواند افزایش حجم، بافت یکنواخت‌تر و کاهش سرعت بیات شدن باشد.

بنابراین بهترین امولسیفایر در صنایع غذایی یک گزینه ثابت نیست و به نوع محصول و هدف فرمولاسیون بستگی دارد. مقدار مصرف هم به اندازه انتخاب ماده اهمیت دارد. بیشتر کردن دوز لزوما نتیجه بهتری نمی‌دهد و در بعضی فرمول‌‌ها حتی می‌تواند؛ روی بافت یا ویژگی حسی محصول اثر منفی بگذارد.

انواع امولسیون کننده‌های پرکاربرد در صنعت غذا

امولسیفایرهای غذایی از نظر ساختار و کاربرد تنوع زیادی دارند. برای فرمولاتور، اما مهم‌تر از دسته‌بندی شیمیایی، این است که هر ماده در محصول مورد نظر، چه عملکردی نشان می‌دهد. FDA امولسیفایرها را موادی معرفی می‌کند، که به اختلاط یکنواخت مواد، جلوگیری از جدایش و حفظ پایداری محصول کمک می‌کنند و از نمونه‌‌های رایج آنها می‌توان به لسیتین، مونو و دی گلیسیریدها و پلی سوربات‌‌ها اشاره کرد.

لسیتین یکی از شناخته‌شده‌ترین امولسیفایرهای غذایی است. این ماده مخلوطی از فسفولیپیدها است و از منابعی، مانند سویا یا آفتابگردان تولید می‌شود. لسیتین به‌ویژه در صنعت شکلات اهمیت زیادی دارد و می‌تواند؛ با مقدار نسبتا کم، ویسکوزیته شکلات مذاب را کاهش دهد و جریان آن را بهتر کند.

اگر هدف شما انتخاب یک ماده با منشأ گیاهی باشد؛ سویا لسیتین یکی از گزینه‌‌هایی است، که معمولا مورد توجه قرار می‌گیرد. البته در خرید آن باید به خلوص، مشخصات فنی، منشأ ماده و ویژگی‌‌های مورد نیاز محصول توجه شود.

مونو و دی گلیسیریدها نیز از پرکاربردترین مواد این حوزه هستند. این ترکیبات در محصولات نانوایی، کیک، مارگارین، دسرها و بستنی استفاده می‌شوند و می‌توانند؛ به توزیع بهتر چربی و آب کمک کنند. یکی از مزیت‌‌های مهم آنها این است، که می‌توان با توجه به نوع اسید چرب و ساختار محصول، گرید مناسب‌تری انتخاب کرد.

استرهای اسیدهای چرب گروه دیگری از امولسیفایرهای مهم هستند. ترکیباتی مانند DATEM و SSL در محصولات نانی کاربرد دارند و می‌توانند؛ روی استحکام خمیر، حجم و ساختار محصول اثر بگذارند. در اینجا انتخاب امولسیفایر صرفا به ایجاد امولسیون محدود نمی‌شود و تعامل آن با نشاسته و پروتئین‌‌های خمیر نیز اهمیت پیدا می‌کند.

پلی سوربات‌‌ها بیشتر در محصولاتی کاربرد دارند، که به پایداری سیستم‌‌های امولسیونی یا ایجاد ویژگی‌‌های خاص در محصول نیاز است. برای مثال، پلی سوربات ۸۰ در برخی دسرها و محصولات منجمد مورد استفاده قرار می‌گیرد. البته استفاده از آن باید مطابق مقررات مربوط به افزودنی‌‌های غذایی و محدوده مجاز مصرف باشد.

PGPR یا پلی گلیسرول پلی ریسینولئات بیشتر با صنعت شکلات شناخته می‌شود. این ماده می‌تواند؛ به کنترل رفتار جریان شکلات کمک کند و در کنار لسیتین مورد استفاده قرار گیرد. در فرمولاسیون‌‌های صنعتی، ترکیب دو امولسیفایر گاهی نتیجه بهتری نسبت به تکیه بر یک ماده واحد ایجاد می‌کند.

یک مرور علمی منتشرشده در سال ۲۰۲۴ در Journal of the American Oil Chemists’ Society هم نشان می‌دهد که در شکلات، فقط انتخاب امولسیفایر مهم نیست. مقدار مصرف و ترکیب امولسیفایرها در کنار اندازه ذرات، میزان رطوبت و چربی می‌توانندY رفتار جریان، بافت و ویژگی‌‌های ذوب شکلات را تغییر دهند.

در این مطالعه، لسیتین و آمونیوم فسفاتیدها از امولسیفایرهای رایج معرفی شده‌اند و PGPR هم برای تنظیم رفتار جریان شکلات مورد توجه قرار گرفته است.

البته هر ماده‌ای که به پایداری محصول کمک می‌کند؛ امولسیفایر نیست. زانتان گام و گوارگام بیشتر نقش غلیظ‌کننده و پایدارکننده دارند و عملکردشان با امولسیفایرهایی مانند لسیتین متفاوت است.

مقایسه امولسیفایرهای رایج؛ از لسیتین تا پلی‌سوربات‌ها

مقایسه این مواد زمانی معنی پیدا می‌کند که بدانیم از آنها چه می‌خواهیم. ممکن است لسیتین برای یک محصول عالی باشد؛ اما در فرمول دیگری مونو و دی گلیسیریدها نتیجه بهتری بدهند. به همین علت، بهترین امولسیون کننده‌ها را باید بر اساس کاربرد محصول انتخاب کرد؛ نه فقط بر اساس شهرت یا قیمت ماده.

لسیتین برای فرمول‌‌هایی که منشأ گیاهی یا برچسب ساده اهمیت دارد؛ گزینه جذابی است و در شکلات نیز عملکرد بسیار شناخته شده ای دارد. با این حال، عملکرد آن به کیفیت و ترکیب ماده و همچنین ویژگی‌‌های فرمول بستگی دارد.

مونو و دی گلیسیریدها دامنه کاربرد وسیعی دارند و در محصولات نانوایی و لبنی بسیار مورد توجه هستند. آنها می‌توانند روی بافت، پایداری و توزیع چربی اثر بگذارند و برای فرمول‌‌های صنعتی که تکرارپذیری اهمیت دارد؛ گزینه قابل بررسی هستند.

پلی سوربات‌‌ها معمولا به دلیل توانایی مناسب در ایجاد و حفظ امولسیون‌‌های خاص انتخاب می‌شوند. با این حال، اگر محصول با هدف برچسب تمیز یا استفاده از مواد با تصویر طبیعی تولید شود؛ ممکن است گزینه اول فرمولاتور نباشند.

قضیه PGPR فرق دارد. در شکلات، این ماده بیشتر برای اصلاح رفتار جریان و کاهش مقاومت محصول در برابر حرکت استفاده می‌شود. به همین دلیل ممکن است؛ یک فرمول شکلاتی به ترکیب لسیتین و PGPR نیاز داشته باشد؛ نه اینکه یکی را به‌طور کامل جایگزین دیگری کند.

امولسیفایر مناسب کیک با امولسیفایر مناسب شکلات لزوما یکی نیست. حتی دو فرمول کیک هم ممکن است؛ به انتخاب متفاوتی نیاز داشته باشند؛ چون مقدار چربی، آب، شکر و روش اختلاط روی عملکرد امولسیفایر اثر می‌گذارد. بنابراین برای پیدا کردن بهترین امولسیفایر برای کیک و شکلات باید هر محصول جداگانه بررسی شود.

معیارهای انتخاب و خرید امولسیفایر در فرمولاسیون غذایی

قبل از خرید، بهتر است امولسیفایر روی همان فرمولی که قرار است؛ وارد خط تولید شود، آزمایش شود. نتیجه آزمایشگاهی همیشه به تنهایی عملکرد واقعی محصول را نشان نمی‌دهد.

ابتدا مشخص کنید محصول قرار است؛ چه ویژگی ای داشته باشد. اگر مشکل اصلی جدا شدن فاز است؛ باید پایداری امولسیون بررسی شود. اگر مشکل حجم کیک است، رفتار امولسیفایر در خمیر و توانایی آن در حفظ حباب‌‌های هوا اهمیت بیشتری دارد. در شکلات نیز باید ویسکوزیته و رفتار جریان بررسی شود.

نوع سیستم غذایی هم اهمیت زیادی دارد. در امولسیون روغن در آب، روغن به شکل قطرات ریز در یک فاز آبی پخش شده است. سس‌‌ها و بسیاری از نوشیدنی‌‌های امولسیونی در این گروه قرار می‌گیرند. در مقابل، در سیستم آب در روغن، آب به صورت قطرات ریز در فاز چربی قرار دارد و مارگارین نمونه شناخته‌شده‌ای از آن است.

pH، دما، مقدار نمک، نوع روغن و میزان آب نیز می‌توانند؛ عملکرد ماده را تغییر دهند. یک امولسیفایر ممکن است؛ در شرایط آزمایشگاهی عالی باشد؛ اما بعد از حرارت دهی، هموژنیزاسیون یا نگهداری طولانی، عملکرد متفاوتی نشان دهد.

مقدار مصرف هم موضوع مهمی است. برای مثال، در شکلات، اضافه کردن بیش از حد لسیتین لزوما نتیجه را بهتر نمی‌کند. منابع تخصصی صنعت شکلات هم به وجود یک مقدار بهینه اشاره می‌کنند؛ این مقدار به عواملی مانند میزان چربی، رطوبت و اندازه ذرات بستگی دارد.

در پژوهش‌‌های جدید، فقط خود امولسیفایر مورد توجه نیست و ترکیب آن با پروتئین‌‌ها و سایر مواد پایدارکننده نیز بررسی می‌شود. یک مرور منتشرشده در International Journal of Biological Macromolecules در سال ۲۰۲۴ نشان می‌دهد، که تعامل پروتئین‌‌ها و امولسیفایرها می‌تواند؛ نقش مهمی در پایداری امولسیون‌‌های غذایی داشته باشد.

برای انتخاب بهترین امولسیفایر در صنایع غذایی، بهتر است نمونه آزمایشی در شرایط نزدیک به تولید واقعی ساخته شود. سپس ویسکوزیته، بافت، جدایش فاز، حجم، رطوبت، رفتار محصول هنگام فرآوری و ماندگاری آن بررسی شود. قیمت هر کیلوگرم به تنهایی معیار خوبی برای خرید نیست. خلوص، گرید، گواهی آنالیز، دوز مصرف و ثبات کیفیت در سفارش‌‌های مختلف را هم بررسی کنید.

اگر خرید از مجموعه‌ای مانند راسا نشان ویستا انجام می‌شود؛ بهتر است پیش از ثبت سفارش، گرید ماده با کاربرد مورد نظر تطبیق داده شود. برای مثال، ماده‌ای که برای شکلات مناسب است؛ لزوما انتخاب خوبی برای کیک یا بستنی نیست.

در مورد محصولات حساس به آلرژن نیز منشأ ماده اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند. برای نمونه، اگر از لسیتین سویا استفاده می‌شود؛ باید وضعیت آلرژن و الزامات برچسب‌گذاری محصول نهایی هم در نظر گرفته شود.

یک نکته دیگر این است که انتخاب امولسیفایر، نباید جدا از سایر مواد فرمولاسیون انجام شود. پروتئین‌‌ها، نشاسته، هیدروکلوئیدها، چربی و حتی اندازه ذرات می‌توانند؛ روی نتیجه نهایی اثر بگذارند. به همین دلیل، بهترین امولسیون کننده‌ها معمولا در یک فرمول آزمایشی مشخص می‌شوند؛ نه صرفا با مقایسه مشخصات فنی روی کاغذ.

سخن پایانی درباره بهترین امولسیون کننده‌ها

بهترین امولسیفایر یک انتخاب ثابت نیست؛ محصول تعیین می‌کند؛ کدام ماده مناسب‌تر است. لسیتین برای شکلات، مونو و دی گلیسیریدها برای بسیاری از محصولات نانوایی و گزینه‌‌هایی، مانند پلی سوربات برای برخی امولسیون‌‌ها کاربرد دارند. آزمایش واقعی، بهترین معیار انتخاب است.